JPH10274143A - エンジンの点火時期制御装置及び点火時期制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ノッキングの発生を防止し、最高出力を得る
ための最適な点火時期制御を行うエンジンの点火時期制
御装置及び点火時期制御方法を得ること。 【解決手段】 エンジンの吸入空気温度が高温度状態で
あると判断した場合に点火時期の遅角速度を早くする。
したがって、エンジンの吸入空気温度が高温度状態でノ
ッキングが発生した場合には、点火時期を通常時より
も、より速い遅角速度で遅角補正する。これにより、ノ
ッキングをより早く消滅させ、ノッキングによるエンジ
ンへの負担をより少なくすることができる。また、通常
温度状態においてはその吸入空気温度に応じた点火時期
の遅角補正がなされるので、点火時期の遅角しすぎによ
るエンジン出力の低下を防止することができ、点火時期
を常にノッキング発生限界付近に制御することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの点火時
期制御装置及び点火時期制御方法に関し、特にノッキン
グの有無に応じて点火時期を進角・遅角補正するエンジ
ンの点火時期制御装置及び点火時期制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的にエンジンは、点火時期を進角さ
せれば出力が向上するが、進角しすぎるとノッキングを
生ずることとなる。ノッキングが発生すると燃焼ガス振
動により熱が伝わりやすくなるので、その状態が長く続
くとエンジンに不具合を与えることとなる。しかし、ノ
ッキングを回避するために点火時期を遅角しすぎると、
充分なエンジン出力を得ることはできない。したがっ
て、燃費や出力特性を最大限に引き出すためには、点火
時期を常にノッキングの発生限界付近に制御する必要が
ある。

【０００３】そして、従来より、エンジンの点火時期
は、ノックセンサによりノッキングの有無を検出し、ノ
ッキングの発生を検出した場合は点火時期を所定角度ず
つ一定速度で素早く遅角させ、逆にノッキングの発生が
検出されない場合は点火時期を所定角度ずつ一定速度で
ゆっくりと進角させるフィードバック制御が行われてい
る。

【０００４】一方、ノッキングの発生は、温度、湿度、
燃料性状等により大きく変化し、特に夏季等の吸入空気
温度の上昇によって燃焼温度が上昇した場合には、非常
に大きなノッキングが発生し易い状態となる。

【０００５】このような高温度状態においてノッキング
が発生した場合、通常の温度状態に発生したノッキング
を解消するための遅角速度と同一の遅角速度により遅角
したのでは、十分に遅角されるまでにある程度の時間を
必要とし、ノッキングがなかなか消滅しないという不具
合がある。

【０００６】また、高温度状態においてノッキングが発
生していない場合には、通常の温度状態と同一の進角速
度により進角したのでは、すぐにノッキングが発生して
しまう。これにより、ノッキング状態が長く継続するこ
ととなり、エンジンに悪影響を及ぼす可能性がある。

【０００７】したがって、従来は、吸入空気温度が高い
場合に合わせて点火時期を進角・遅角補正する進角速
度、遅角速度を設定していることが多い。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに設定された進角速度あるいは遅角速度では、外気温
が低い場合、例えば、早朝、夜間、冬季等の場合にノッ
キングが発生したときには、点火時期が遅角しすぎとな
り、ノッキング消滅後の進角補正によってノッキングが
発生する点火時期まで進角させるにはかなりの時間を有
することとなる。

【０００９】これは、すなわち、エンジンから最大トル
クを引き出す点火時期（以下、単にＭＢＴ（Minimum Sp
ark Advance for Best Torque ）という）よりも遅角側
に大きく離れ、なかなかＭＢＴに近づかないことを意味
する。したがって、結果としてエンジン出力は低下し
て、走行性の悪化を招くこととなる。

【００１０】本発明は、上記の従来技術による不具合に
鑑みてなされたものであり、その目的は、ノッキングの
発生を防止し、最適な出力を得るための最適な点火時期
制御を行うエンジンの点火時期制御装置及び点火時期制
御方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係るエンジンの点火時期制御装置は、エ
ンジンに吸入する吸入空気温度を検出する吸入空気温度
検出手段と、検出した吸入空気温度が予め設定されてい
る基準温度を超える高温度状態であるか又は基準温度以
下となる通常温度状態であるかを判断する吸入空気温度
判断手段とを有する。

【００１２】そして、ノッキング検出手段によりノッキ
ングが検出され、かつ検出した吸入空気温度が高温度状
態であると判断された場合には、遅角補正の補正量を増
大させて点火時期を遅角補正する遅角速度を通常温度状
態のときよりも早くする遅角速度変更手段を有する。

【００１３】したがって、エンジンの吸入空気温度が高
温度状態にてノッキングが発生した場合に、点火時期
は、通常温度状態の時よりも、より速い遅角速度で遅角
補正される。これにより、高温度状態に発生するノッキ
ングをより早く消滅させ、ノッキングの生じている時間
を短くすることができ、ノッキングによるエンジンへの
負担をより少なくすることができる。

【００１４】請求項２に係るエンジンの点火時期制御装
置は、請求項１の遅角変更手段の代わりに、ノッキング
が検出されておらず、かつ吸入空気温度が高温度状態で
ある場合に、点火時期を進角補正する進角速度を通常温
度状態のときよりも遅くする進角速度変更手段を有す
る。

【００１５】したがって、エンジンの吸入空気温度が高
温度状態でかつノッキングが発生していない場合に、点
火時期は、通常温度状態の時よりも、より遅い進角速度
で進角補正される。これにより、ノッキングの発生をよ
り起こりにくい状態にすることができる。したがって、
ノッキングによるエンジンへの負担を少なくすることが
でき、かつ点火時期をノッキング発生限界付近に制御す
ることができる。

【００１６】請求項３に係るエンジンの点火時期制御装
置は、請求項１に記載の遅角速度変更手段と請求項２に
記載の進角速度変更手段とを有する。したがって、高温
度状態でかつノッキングが発生している場合は、遅角速
度を早くするように変更してノッキング状態をより早く
脱し、ノッキングが発生していない場合は、進角速度を
遅くするように変更してノッキングを起こりにくくする
ことができる。

【００１７】請求項４に係るエンジンの点火時期制御装
置は、補正量算出手段はノッキングが検出された際に点
火時期を遅角させる限度として遅角制限値を設定し、検
出した吸入空気温度が高温度状態であると判断した場合
に遅角制限値を通常温度状態のときよりも遅角側に変更
する遅角制限値変更手段を含む。

【００１８】したがって、エンジンの吸入空気温度が高
温度状態にてノッキングが発生した場合には、点火時期
を遅角補正する範囲を拡大することができ、点火時期を
より遅角させることができる。したがって、より積極的
にノッキングを消滅させることができ、ノッキングによ
るエンジンへの負担を少なくすることができる。

【００１９】請求項５に係るエンジンの点火時期制御装
置は、吸入空気温度検出手段は、エンジンの吸入空気を
検出するエアフローメータと、吸入空気圧を検出する吸
気圧センサとにより構成され、吸入空気量と吸入空気圧
とにより吸入空気温度を算出する。

【００２０】したがって、エンジンの吸気通路に吸入空
気の吸気温度を検出するための吸気温センサを新たに設
ける必要がなく、部品点数の削減によるコスト低減を図
ることができる。

【００２１】請求項６にかかるエンジンの点火時期制御
方法は、エンジンの吸入空気量と吸入空気圧とにより吸
入空気温度を算出し、その算出した吸入空気温度が予め
設定されている基準温度を超える高温度状態であるか又
は基準温度以下の通常温度状態であるかを判断する。

【００２２】そして、吸入空気温度が高温度状態であ
り、かつノッキングが発生しているときは、点火時期を
遅角補正する補正量を増大させて遅角速度を通常温度状
態のときよりも速くする。更に、点火時期を遅角させる
限度値として設けられた遅角制限値を通常温度状態のと
きよりも遅角側に大きい遅角値に変更する。

【００２３】また、吸入空気温度が高温度状態であり、
かつノッキングが発生していないときは、点火時期を進
角補正する補正量を減少させて進角速度を通常温度状態
のときよりも遅くする。

【００２４】したがって、エンジンの吸入空気温度が基
準温度よりも高い場合においてノッキングが発生した際
には、遅角速度を早くすることによって、ノッキングを
より早く消滅させることができる。また、同時に、点火
時期の遅角補正範囲を拡大することができ、より積極的
にノッキングを消滅させることができる。

【００２５】さらに吸入空気温度が高温度状態である場
合において、ノッキングが非発生状態である場合には、
進角速度を遅くすることによって、ノッキングの発生を
より起こりにくい状態にすることができ、ノッキングの
発生を遅らせることができる。

【００２６】したがって、点火時期をノッキング発生限
界付近に制御することができる。以上の制御方法により
ノッキングによるエンジンへの負担を少なくすることが
でき、必要以上にエンジン出力を損なうことなく、ノッ
キングの発生を防止することが可能となる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。

【００２８】図１は、本発明にかかるエンジンの点火時
期制御装置が用いられるエンジン装置の全体構成説明図
である。図示したように、水平対向型エンジン１０には
吸気通路１２及び排気通路１４が連通している。

【００２９】吸気通路１２の上流側には吸気チャンバ１
６が図示していない車体前方に開口し、吸気通路１２の
下流側には各シリンダ１８に対応するようにサージタン
ク２０から分岐した吸気管２２が連通し、これら各吸気
管２２の下流端は吸気ポート２４を介して各燃焼室２６
に連通している。

【００３０】また、吸気管２２には、吸気管２２内を通
過する吸入空気の吸入空気圧を計測する吸気圧センサ２
３が設けられている。一方、排気通路１４の下流側は車
体後部に取付けられたマフラ２８に接続され、排気通路
１４の上流側には各排気ポート３０を介して各燃焼室２
６に排気管３２が連通されている。

【００３１】吸気通路１２には、その上流側から順に、
空気中の塵埃を除去するエアクリーナ３４、吸入空気量
Ｑを検出するエアフローメータ３６、図示していないア
クセルペダルの踏込量に応じて吸入空気量を制御するス
ロットルバルブ３８が設けられている。

【００３２】また、吸気通路１２には、スロットルバル
ブ３８をバイパスするアイドルスピードコントロール
（以下、単にＩＳＣという）通路４０が設けられてお
り、ＩＳＣ通路４０の途中にはアイドリング時の吸入空
気量を調整するためのＩＳＣバルブ４２が取付けられて
いる。

【００３３】吸気管２２の下流側にはインジェクタ４４
が吸気ポート２４に指向して設けられており、これら各
インジェクタ４４は、燃料ポンプ４６から燃料配管４８
を介して圧送供給された燃料を微粒化して噴射するもの
である。

【００３４】一方、排気通路１４のエンジン本体１０側
寄りには、排気ガスの浄化を行う例えば三元触媒等の触
媒５０が介装され、触媒５０の上流側には排気ガス中の
酸素濃度を検出することによって混合気の空燃比を検出
し、理論空燃比を境にして出力がＺ特性を有するＯ２セ
ンサ５２が設けられている。

【００３５】そして、吸気管２２及び排気管３２よりも
小径の流路面積をもって形成されたＥＧＲ通路５４は、
排気管３２と吸気管２２の集合部との間を連通して設け
られており、ＥＧＲ通路５４の途中には例えばステッピ
ングモータを駆動源とするＥＧＲバルブ５６が取付けら
れている。

【００３６】また、シリンダヘッド５８には燃焼室２６
内に臨んで点火プラグ６０が設けられており、点火プラ
グ６０は、イグナイタ６２及びイグニッションコイル６
４を介して給電された高電圧によって燃焼室２６内の混
合気を所定の点火時期で強制着火するようになってい
る。

【００３７】なお、本図において、６６はクランク角度
とエンジン回転数Ｎｅを検出するクランク角センサ、６
８はエンジン１０のノッキングを検出するノックセン
サ、７０は冷却水の温度を検出する水温センサ、７２は
カムシャフト７４の回転角度を検出するカム角センサ、
７６はスロットルバルブ３８のスロットル開度θを検出
するスロットル開度センサをそれぞれ示している。

【００３８】また、図示していないが、本実施の形態に
おけるエンジンは、多気筒エンジンであるので、点火さ
れるべき気筒を判別するための気筒判別センサ３０が設
けられている。

【００３９】次に、上記構成をなすエンジンの動作につ
いて簡単に説明する。まず最初に、吸入空気は、エアク
リーナ３４、スロットルバルブ３８、吸気管２２を介し
てエンジン１０の燃焼室２６内に流入する。このとき、
吸入空気の空気重量は、エアフローメータ３６により計
測され、計測した値を電気信号に変換して電子制御装置
（以下、単にＥＣＵという）７８に出力する。

【００４０】燃料は、燃料ポンプ４６により燃料通路４
８を介してインジェクタ４４に圧送される。インジェク
タ４４は、ＥＣＵ７８からの電気信号により開弁時間が
制御され、所定量の燃料を燃焼室２６内に所定のタイミ
ングで噴霧する。

【００４１】そして、点火プラグ６０は、ＥＣＵ７８か
らの電気信号を受けたイグナイタ６２がイグニッション
コイル６４に所定の電流を供給することにより所定のタ
イミングで点火火花を飛ばす。燃焼室２６内に存し、吸
入空気と燃料とからなる混合気は、点火火花により着火
し、混合気の燃焼による膨張がピストンを押し下げ、コ
ンロッドを介してクランクシャフト（図示せず）を回転
させる。燃焼後は排気ガスとなり排気管３２を介して触
媒５０を通過し、排気通路１４を経てマフラ２８より外
部に排出される。

【００４２】次に、上記各部材の駆動制御並びに各セン
サからの出力信号を受信するＥＣＵ７８について図２を
用いて説明する。図示したように、各センサからの信号
を受信する入力インタフェース回路７８ａ、各部材の駆
動制御信号を所定のレベルまで増幅して各部材に出力す
る駆動回路７８ｂ、主演算装置としてのＣＰＵ７８ｃ、
制御プログラムや予め設定された固定データを記憶する
ＲＯＭ７８ｄ、各センサからの入力信号や、演算処理を
行う上で各種データ等を格納するＲＡＭ７８ｅ、さらに
学習データなどを格納するバックアップＲＡＭ７８ｆ、
タイマ７８ｇ等をバスライン７８ｈで相互に接続してな
るマイクロコンピュータシステムとして構成されてい
る。

【００４３】また、７８ｊは、入力ポート、７８ｋは出
力ポート、７８ｍはアナログ信号をデジタル信号に変換
するＡ／Ｄ変換器である。なお各入力インターフェース
回路７８ａは、各センサからの信号を入力ポート７８ｊ
及びＡ／Ｄ変換器７８ｍに適した信号に各々処理する入
力インターフェイス回路である。

【００４４】次に、本発明が適用されるエンジンの基本
点火時期の設定方法について、以下に説明する。図３
は、基本点火時期ＩＧＲＥＧを設定するためのＥＣＵ７
８の演算処理内容を示した制御ルーチンである。

【００４５】まず最初に、エンジン動作開始時にイグニ
ッションスイッチ等の動作により本プログラムが起動さ
れると、ステップ（以下、単に「Ｓ」という）１０１に
て入力ポート７８ｊ、出力ポート７８ｋが初期設定さ
れ、ＲＡＭ７８ｆの記憶内容が消去されて予め設定され
ている初期データが設定される。

【００４６】次に、Ｓ１０２にて各センサからのアナロ
グ信号をデジタル信号にＡ／Ｄ変換する処理がなされ
る。すなわち、Ａ／Ｄ変換器７８ｍは、各センサからの
アナログ信号を入力インターフェース回路７８ａを介し
て入力し、デジタル信号に変換した後に、入力ポート７
８ｊに出力する。

【００４７】Ｓ１０３では、割り込み許可がなされる。
ここでは、定期割り込み、すなわち、所定間隔毎、例え
ば数ミリｓｅｃ毎の周期で割り込み処理が行われ、その
ときのエンジン動作状態の各種データが取り込まれる。

【００４８】Ｓ１０４では、吸入空気量Ｑａ、エンジン
回転数Ｎｅ、吸入空気圧Ｐｂを算出する。ＣＰＵ７８ｃ
は、エアフローメータ３６、クランク角センサ６６、吸
気圧センサ２３の検出信号を用いてＲＯＭ７８ｄに予め
ストアされたプログラムに基づいて演算処理を行うこと
により、現在の吸入空気量Ｑａ、エンジン回転数Ｎｅ、
吸入空気圧Ｐｂを算出する。

【００４９】Ｓ１０５では、基本点火時期ＩＧＲＥＧを
算出する。ＣＰＵ７８ｃは、各センサからのデータに基
づいてＲＯＭ７８ｄに予めストアされている点火時期設
定用データマップを参照し、補間計算することにより基
本点火時期ＩＧＲＥＧを算出する。そして、以上の処理
により算出された基本点火時期ＩＧＲＥＧをＲＡＭ７８
ｅ内に格納した後に、本ルーチンを抜ける（リター
ン）。

【００５０】次に、実際に行われる最終的な点火時期で
ある最終点火時期ＩＧを算出する制御について説明す
る。図４は、最終点火時期ＩＧの算出ルーチンを示して
いる。尚、本ルーチンは、一定時間毎に起動する定期割
り込みルーチンである。

【００５１】まず最初に、Ｓ２０１にてエンジンにノッ
キングが発生しているか否かを判断する。ここで、エン
ジン１０に設けられたノッキングセンサ６８は、エンジ
ン１０のノックによる圧力振動を検出して電気信号に変
換し、その電気信号をＥＣＵ７８に出力する。

【００５２】ＥＣＵ７８は、入力した電気信号をＡ／Ｄ
変換器７８ｍ、入力ポート７８ｊを介してＲＡＭ７８ｅ
内にデータとして格納する。ＣＰＵ７８ｃは、格納した
データとＲＯＭ７８ｄ内に予めストアされている設定値
とを比較してノッキングが発生しているか否かを判断す
る。

【００５３】そして、Ｓ２０１にてノッキングが発生し
ている（ＹＥＳ）と判断された場合は、ノッキングを回
避すべく、Ｓ２０２以降へ進む。Ｓ２０２では、最終点
火時期ＩＧを算出するために用いられる点火時期補正量
ＣＭＰｉの算出が行われる。ここで、点火時期補正量Ｃ
ＭＰｉは、以下の式（１）により算出される。

【００５４】ＣＭＰｉ＝ＣＭＰｏ＋ΔＲＴ……（１） 点火時期補正量ＣＭＰｉは、前回のプログラムサイクル
時に算出された点火時期補正量ＣＭＰｏから現在の点火
時期を遅角補正する補正量（以下、単に「遅角補正量Δ
ＲＴ」という）を加算することにより求められる。尚、
遅角補正量ΔＲＴの算出方法については後述する。そし
て、点火時期補正量ＣＭＰｉを算出した後にＳ２０３に
移行する。

【００５５】Ｓ２０３では、Ｓ２０２にて算出された点
火時期補正量ＣＭＰｉが、最終点火時期ＩＧを遅角補正
できる限界値である最大遅角値に制御する値（以下、単
に「遅角制限値ＬＭＲ」という）よりも、小さいか否か
の判断がなされる。

【００５６】すなわち、ここでは、最終点火時期ＩＧが
最大遅角値よりも遅角されることを防ぐための制御がな
される。これにより、エンジン出力の必要以上の低下を
防止できる。尚、遅角制限値ＬＭＲは、エンジン動作状
態に応じたデータマップとしてＲＯＭ７８ｄ内に予めス
トアされており、点火時期補正量ＣＭＰｉと比較される
際に参照される。

【００５７】そして、点火時期補正量ＣＭＰｉが遅角制
限値ＬＭＲを上回っている（ＹＥＳ）と判断された場合
は点火時期補正量ＣＭＰｉを最大遅角値に制御すべくＳ
２０４へ移行する。Ｓ２０４では、点火時期補正量ＣＭ
Ｐｉを遅角限界値ＬＭＲとする制御がなされ、Ｓ２０５
へ移行する。

【００５８】また、Ｓ２０３にて、点火時期補正量ＣＭ
Ｐｉが遅角限界値ＬＭＲを上回っていない（ＮＯ）と判
断された場合は、まだ、最終点火時期ＩＧは最大遅角値
まで遅角されていない、すなわち更に遅角補正しても良
いと判断して、Ｓ２０５へ移行する。そして、Ｓ２０５
では基本点火時期ＩＧＲＥＧから現在の点火時期補正量
ＣＭＰｉを減算して最終点火時期ＩＧをセットしルーチ
ンを抜ける。

【００５９】また、Ｓ２０１にて、ノッキングが発生し
ていない（ＮＯ）と判断された場合は、ノッキングの発
生限界付近まで進角させるべく、Ｓ２０６以降へ進む。
Ｓ２０６では、最終点火時期ＩＧを算出するために用い
られる点火時期補正量ＣＭＰｉの算出が行われる。

【００６０】ここで、点火時期補正量ＣＭＰｉは、以下
の式（２）により算出される。

【００６１】ＣＭＰｉ＝ＣＭＰｏ＋ΔＡＤ……（２） 点火時期補正量ＣＭＰｉの算出は、前回のプログラムサ
イクル時に算出された点火時期補正量ＣＭＰｏに現在の
点火時期を進角補正する補正量（以下、単に「進角補正
量ΔＡＤ」という）を加算することにより行われる。
尚、進角補正量ΔＡＤの算出方法については後述する。
そして、点火時期補正量ＣＭＰｉを算出した後にＳ２０
７に移行する。

【００６２】Ｓ２０７では、Ｓ２０６にて算出された点
火時期補正量ＣＭＰｉが、最終点火時期ＩＧを進角補正
できる最大進角値に制御する値（以下、単に「進角限界
値ＬＭＡ」という）よりも、大きいか否かの判断がなさ
れる。

【００６３】ここでは、最終点火時期ＩＧが最大進角
値、すなわちノッキング発生限界値よりも進角されるの
を防ぐための制御がなされる。尚、進角制限値ＬＭＡ
は、エンジン動作状態に応じたデータマップとしてＲＯ
Ｍ７８ｄ内に予めストアされており、点火時期補正量Ｃ
ＭＰｉと比較される際に参照される。

【００６４】そして、点火時期補正量ＣＭＰｉが進角限
界値ＬＭＡを上回っている（ＹＥＳ）と判断された場合
は点火時期補正量ＣＭＰｉを進角限界値ＬＭＡに制御す
べくＳ２０８へ移行する。Ｓ２０８では、点火時期補正
量ＣＭＰｉを進角限界値ＬＭＡとする制御がなされ、Ｓ
２０９へ移行する。

【００６５】また、Ｓ２０７にて、点火時期補正量ＣＭ
Ｐｉが進角限界値ＬＭＡを上回っていない（ＮＯ）と判
断された場合は、まだ、最終点火時期ＩＧは最大進角値
まで進角されておらず、更に進角補正することができる
と判断して、Ｓ２０９へ移行する。

【００６６】Ｓ２０９では、最終点火時期ＩＧを算出す
る。ここで、ノッキングが発生していない場合には、基
本点火時期ＩＧＲＥＧにΔＡＤずつ増加する点火時期補
正量ＣＭＰｉを加算することにより最終点火時期ＩＧを
算出できる。以上の制御は、従来より通常に行われてい
る点火時期の進角・遅角制御である。

【００６７】次に、本発明の特徴である遅角補正量ΔＲ
Ｔ、進角補正量ΔＡＤ及び遅角制限値ＬＭＲの設定方法
について図５を用いて詳細に説明する。図５は、遅角補
正量ΔＲＴ、進角補正量ΔＡＤ及び遅角制限値ＬＭＲの
設定ルーチンである。

【００６８】まず最初に、Ｓ３０１にて吸入空気温度Ｔ
ａと設定温度Ｔｓが比較される。ここでは、吸入空気温
度検出手段によりエンジンの吸入空気の吸入空気温度Ｔ
ａが検出され、設定温度Ｔｓよりも高い高温度状態か、
又は低い通常温度状態であるかが判断される。設定温度
Ｔｓは、夏季等の吸入空気温度に相当する高温度として
予めＲＯＭ７８ｄ内に設定されているものである。

【００６９】ここで、吸入空気温度Ｔａが設定温度Ｔｓ
以上である（ＹＥＳ）、すなわち高温度状態であると判
断された場合は、Ｓ３０２へ移行し、Ｓ３０２にて高温
度状態に応じた遅角補正量ΔＲＴ、進角補正量ΔＡＤ、
及び遅角限界値ＬＭＲに設定される。

【００７０】ここでは、遅角補正値ΔＲＴ、進角補正値
ΔＡＤ、遅角限界値ＬＭＲをそれぞれ高温進角補正量Ａ
ＤＶｓ、高温遅角補正量ＲＴＤｓ、高温遅角限界値ＬＭ
Ｒｓに設定する制御がなされる。

【００７１】高温遅角補正量ＲＴＤｓは通常温度状態の
通常遅角補正量ＲＴＤｗよりも大きく遅角する遅角補正
量であり、高温進角補正量ＡＤＶｓは通常温度状態の通
常進角補正量ＡＤＶｗよりも小さく進角する進角補正量
である。また、高温遅角限界値ＬＭＲｓは通常温度状態
の通常遅角限界値ＬＭＲｗよりも更に遅角側に設定され
る遅角限界値である。

【００７２】そして、高温進角補正量ＡＤＶｓ、高温遅
角補正量ＲＴＤｓ、高温遅角限界値ＬＭＲｓは、それぞ
れＲＯＭ７８ｄ内にデータマップとしてストアされてお
り、Ｓ３０２にて高温度状態であると判断されると同時
に参照され、遅角補正値ΔＲＴ、進角補正値ΔＡＤ、遅
角限界値ＬＭＲとして設定される。

【００７３】したがって、高温度状態のときにノッキン
グが発生した場合、図４のＳ２０５にて算出される最終
点火時期ＩＧは、通常温度状態のときよりもより早い速
度で遅角補正されることとなる。これにより、ノッキン
グ状態を早急に脱することができる。また、遅角限界値
ＬＭＲのより遅角側への変更により、遅角範囲を拡大す
ることができる。これにより、点火時期ＩＧをより遅角
側に制御することができ、ノッキングを確実に消滅させ
るように制御することができる。

【００７４】更に、高温状態時にノッキングが発生して
いない場合は、進角補正値ΔＡＤには、高温進角補正量
ＡＤＶｓが与えられる。したがって、Ｓ２０５にて算出
される最終点火時期ＩＧは、通常温度状態のときよりも
遅い速度で進角補正されることとなる。これにより、ノ
ッキングをより発生しにくくすることができる。

【００７５】また、Ｓ３０１にて吸入空気温度Ｔａが設
定温度Ｔｓ以下である（ＮＯ）、すなわち通常温度状態
であると判断された場合は、Ｓ３０３へ移行し、Ｓ３０
３では、通常温度状態に応じた遅角補正値ΔＲＴ、進角
補正値ΔＡＤ及び遅角限界値ＬＭＲに設定される。

【００７６】ここでは、遅角補正値ΔＲＴ、進角補正値
ΔＡＤ、遅角限界値ＬＭＲをそれぞれ通常遅角補正量Ａ
ＤＶｗ、通常進角補正量ＲＴＤｗ、通常遅角限界値ＬＭ
Ｒｗに設定する制御がなされる。

【００７７】通常遅角補正量ＲＴＤｗは、通常温度状態
における遅角補正量であり、通常進角補正量ＡＤＶｗは
通常温度状態における進角補正量である。また、通常遅
角限界値ＬＭＲｗは通常温度状態のときに設定される遅
角限界値である。

【００７８】そして、通常進角補正量ＡＤＶｗ、通常遅
角補正量ＲＴＤｗ、通常遅角限界値ＬＭＲｗは、それぞ
れＲＯＭ７８ｄ内にデータマップとしてストアされてお
り、Ｓ３０２にて通常温度状態であると判断されると同
時に参照され、遅角補正値ΔＲＴ、進角補正値ΔＡＤ、
遅角限界値ＬＭＲとして設定される。

【００７９】したがって、通常温度状態のときにノッキ
ングが発生した場合は、最終点火時期ＩＧは、通常の遅
角速度で遅角補正され、通常の遅角限界値が設定され
る。また、ノッキングが発生していない場合は、通常の
進角速度で進角補正される。したがって、最終点火時期
ＩＧを吸入空気温度の状態に応じて設定できるので、良
好な点火時期の進角・遅角補正により最適なエンジン出
力を得ることができる。

【００８０】以上の制御により、遅角補正値ΔＲＴ、進
角補正値ΔＡＤ及び遅角限界値ＬＭＲを設定した後に本
ルーチンを抜ける（リターン）。

【００８１】次に、上述の制御における吸入空気温度の
検出方法について以下に説明する。図６は、現在の吸入
空気温度Ｔａの算出ルーチンである。尚、本ルーチン
は、一定時間毎に起動する割り込みルーチンである。

【００８２】まず最初に、Ｓ４０１にて車両の運転状態
が定常状態であるか否かが判断される。ここで、ＥＣＵ
７８は、エンジン回転数Ｎｅ、吸入空気量Ｑａ、吸入空
気圧力Ｐｂ等のデータをＲＯＭ７８ｄ内に予めストアさ
れているプログラムを用いて、ＣＰＵ７８ｃにより演算
することによりエンジン動作状態を算出し、ＲＯＭ７８
ｄ内に予め設定されているエンジン運転状態のデータと
比較することにより、定常運転状態であるか否かを判断
する。

【００８３】ここで、エンジン動作状態が定常状態であ
る（ＹＥＳ）と判断された場合は、Ｓ４０２へ移行し、
Ｓ４０２では、吸入空気量Ｑａ、吸入空気圧力Ｐｂの積
算が行われる。そして、同時にカウンタＣをインクリメ
ントする。したがって、吸入空気量Ｑａの積算値はＱ
１、吸入空気圧の積算値はＰ１となり、タイマ７８ｇに
よりカウンタＣは＋１だけインクリメントされる。

【００８４】そして、Ｓ４０３では、カウンタＣが予め
設定されている設定値Ｃ０以上であるか否かを判断す
る。ここでは、吸入空気温度Ｔａを算出するためのデー
タ、すなわち吸入空気量Ｑａ及び吸入空気圧力Ｐｂの積
算値Ｑ１、Ｐ１が充分に積算されているか否かの判断が
なされる。そして、設定値Ｃ０以上である場合（ＹＥ
Ｓ）は、データの積算が充分であると判断して、吸入空
気温度Ｔａを演算により算出すべくＳ４０４へ移行す
る。

【００８５】また、設定値Ｃ０に満たない場合（ＮＯ）
は、データの積算が不十分であるとして、更に積算を続
行すべく、本ルーチンを抜ける（リターン）。ここで、
本ルーチンの割り込み周期を５０ｍｓｅｃ、設定値Ｃ０
＝６０と設定した場合には、吸入空気量Ｑａ、吸入空気
圧力Ｐｂは、３秒間で６０個のデータが蓄積されること
となる。

【００８６】Ｓ４０４では、設定回数だけ積算された吸
入空気量Ｑａと吸入空気圧力Ｐｂとを用いて吸入空気温
度Ｔａが推定演算される。ここで、吸入空気温度Ｔａ
は、気体の状態方程式ｐｖ＝ｎＲＴ（ｐ：絶対圧力ｋｇ
ｆ／ｍ²（Ｐａ）、ｖ：比容積ｍ³ ／ｋｇｆ（ｍ³ ／
Ｎ）、Ｔ：絶対温度Ｋ、Ｒ：ガス定数ｍ／Ｋ）を用い
て、以下の式（５）により算出される。

【００８７】 Ｔａ＝Ｋ×（Ｐ１／Ｑ１）−２７３（℃）……（５） 上記、式（５）を用いて吸入空気温度Ｔａを推定演算し
た後に、Ｓ４０５へ移行する。また、Ｓ４０１にてエン
ジンが定常状態でない（ＮＯ）と判断された場合は、エ
ンジン動作状態が吸入空気温度Ｔａの算出を行う状態に
ないので、Ｓ４０５へ移行する。

【００８８】Ｓ４０５では、積算されたデータを吸入空
気温度Ｔａの算出後にクリアする。すなわち、再び新た
な吸入空気温度Ｔａを算出するために吸入空気量Ｑａの
積算値Ｑ１、吸入空気圧力Ｐｂの積算値Ｐ１及びカウン
タＣがクリアされ、本ルーチンを抜ける（リターン）。
以上の制御を行うことにより、エンジンの吸気系の吸入
空気温度Ｔａを算出することができる。

【００８９】したがって、吸入空気の温度を検出する検
出センサを別個に設ける必要がないので、部品点数削減
によるコスト低減を図ることが可能となる。

【００９０】尚、本発明は、上記各実施の形態の構成に
限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内で種々の
変形が可能である。例えば、上記実施の形態では、水平
対向型エンジンに適用する場合を例示したが、これに限
らず、その他の型のエンジン、例えば直列型、Ｖ型エン
ジンにも適用することができることは勿論である。

【００９１】また、本実施の形態では、吸入空気温度
を、通常温度状態と高温状態の２つの領域に分けた場合
について説明したが、通常温度状態の低温側に低温状態
を設けて３つの領域に分けて遅角補正量、進角補正量、
遅角限界値を設定し、点火時期の進角・遅角制御を行う
ことにより、さらに精密な点火時期の制御を行うことが
できる。

【００９２】さらに、他の実施の形態としては、上述の
制御により進角・遅角補正時の点火時期ＩＧを記憶して
学習する点火時期学習手段を設けても良い。これによ
り、ノッキング検出手段からのノッキングの有無を検出
する前であっても、常に最適な点火時期に制御すること
が可能となる。

【００９３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかるエ
ンジンの点火時期制御装置及びその制御方法によれば、
エンジンの吸入空気温度が高温であってノッキングが発
生している場合おいて、ノッキングをより早く消滅させ
ることができる。さらに、ノッキングが発生していない
場合おいて、ノッキングを発生しにくくすることができ
る。

【００９４】したがって、季節や地域等の変化に伴う吸
入空気温度の変化にかかわらず、常にノッキングの発生
を抑制してエンジンを良好な状態に保ち、かつエンジン
の最適な出力を得るために最適な点火時期制御を行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるエンジンの点火時期制御装置が
用いられるエンジン装置の全体構成説明図である。

【図２】ＥＣＵの内部構成を示す構成説明図である。

【図３】基本点火時期を設定するための演算処理内容を
示した制御ルーチンを示すフローチャートである。

【図４】最終点火時期の算出ルーチンを示すフローチャ
ートである。

【図５】遅角補正値、進角補正値及び遅角制限値の設定
ルーチンを示すフローチャートである。

【図６】吸入空気温度Ｔａの算出ルーチンを示すフロー
チャートである。

【符号の説明】

１０ エンジン ２３ 吸入空気圧力センサ（吸入空気圧検出手段） ３６ エアフローメータ（吸入空気量検出手段） ６６ クランク角センサ ６８ ノックセンサ（ノッキング検出手段） ΔＡＤ 進角補正値 ΔＲＴ 遅角補正値 ＬＭＲ 遅角限界値 ＡＤＶｓ 高温進角補正量 ＲＴＤｓ 高温遅角補正量 ＬＭＲｓ 高温遅角限界値 ＡＤＶｗ 通常進角補正量 ＲＴＤｗ 通常遅角補正量 ＬＭＲｗ 通常遅角限界値

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジン動作状態に応じて基本点火時期
   の設定を行う基本点火時期設定手段と、 前記エンジンに発生するノッキングを検出するノッキン
   グ検出手段と、 前記エンジンの点火時期を前記ノッキング検出手段によ
   りノッキングが検出されたときは遅角補正し、ノッキン
   グが検出されないときは進角補正する各補正量を算出す
   る補正量算出手段と、 前記算出した補正量を用いて前記点火時期を進角・遅角
   補正する点火時期補正手段とを有するエンジンの点火時
   期制御装置において、 前記エンジンに吸入する吸入空気の温度を検出する吸入
   空気温度検出手段と、 前記検出した吸入空気の温度が、予め設定されている基
   準温度を超える高温度状態であるか又は基準温度以下の
   通常温度状態であるかを判断する吸入空気温度判断手段
   と、 前記ノッキング検出手段によりノッキングが検出され、
   かつ前記吸入空気温度判断手段によって前記検出した吸
   入空気の温度が高温度状態であると判断されたときに、
   前記遅角補正の補正量を増大させて遅角速度を前記通常
   温度状態のときよりも早くする遅角速度変更手段を有す
   ることを特徴とするエンジンの点火時期制御装置。
2. 【請求項２】 エンジン動作状態に応じて基本点火時期
   の設定を行う基本点火時期設定手段と、 前記エンジンに発生するノッキングを検出するノッキン
   グ検出手段と、 前記エンジンの点火時期を前記ノッキング検出手段によ
   りノッキングが検出されたときは遅角補正し、ノッキン
   グが検出されないときは進角補正する各補正量を算出す
   る補正量算出手段と、 前記算出した補正量を用いて前記点火時期を進角・遅角
   補正する点火時期補正手段とを有するエンジンの点火時
   期制御装置において、 前記エンジンに吸入する吸入空気の温度を検出する吸入
   空気温度検出手段と、 前記検出した吸入空気の温度が、予め設定されている基
   準温度を超える高温度状態であるか又は基準温度以下の
   通常温度状態であるかを判断する吸入空気温度判断手段
   と、 前記ノッキング検出手段によりノッキングが検出されて
   おらず、かつ前記吸入空気温度判断手段によって前記検
   出した吸入空気の温度が高温度状態であると判断された
   ときに、前記進角補正の進角速度を前記通常温度状態の
   ときよりも遅くする進角速度変更手段を有することを特
   徴とするエンジンの点火時期制御装置。
3. 【請求項３】 エンジン動作状態に応じて基本点火時期
   の設定を行う基本点火時期設定手段と、 前記エンジンに発生するノッキングを検出するノッキン
   グ検出手段と、 前記エンジンの点火時期を前記ノッキング検出手段によ
   りノッキングが検出されたときは遅角補正し、ノッキン
   グが検出されないときは進角補正する各補正量を算出す
   る補正量算出手段と、 前記算出した補正量を用いて前記点火時期を進角・遅角
   補正する点火時期補正手段とを有するエンジンの点火時
   期制御装置において、 前記エンジンに吸入する吸入空気の温度を検出する吸入
   空気温度検出手段と、 前記検出した吸入空気の温度が、予め設定されている基
   準温度を超える高温度状態であるか又は基準温度以下の
   通常温度状態であるかを判断する吸入空気温度判断手段
   と、 前記ノッキング検出手段によりノッキングが検出され、
   かつ前記吸入空気温度判断手段によって前記検出した吸
   入空気の温度が高温度状態であると判断されたときに、
   前記遅角補正の補正量を増大させて遅角速度を前記通常
   温度状態のときよりも早くする遅角速度変更手段 前記ノッキング検出手段によりノッキングが検出されて
   おらず、かつ前記吸入空気温度判断手段によって前記検
   出した吸入空気の温度が高温度状態であると判断された
   ときに、前記進角補正の進角速度を前記通常温度状態の
   ときよりも遅くする進角速度変更手段を有することを特
   徴とするエンジンの点火時期制御装置。
4. 【請求項４】 前記補正量算出手段は、 前記ノッキングが検出された際に点火時期を遅角させる
   限度として遅角制限値を設定し、 前記吸入空気温度判断手段により前記検出した吸入空気
   の温度が高温度状態であると判断した場合に、前記設定
   した遅角制限値を前記通常温度状態のときよりも遅角側
   に変更する遅角制限値変更手段を含むことを特徴とする
   請求項１〜３に記載のエンジンの点火時期制御装置。
5. 【請求項５】 前記吸入空気温度検出手段は、 前記エンジンの吸入空気量を検出するエアフローメータ
   と、前記エンジンの吸入空気圧を検出する吸気圧センサ
   とにより構成され、 前記検出した吸入空気量と吸入空気圧とにより前記エン
   ジンの吸入空気の吸入空気温度を算出することを特徴と
   する請求項１〜４に記載のエンジンの点火時期制御装
   置。
6. 【請求項６】 エンジンの動作状態に応じて設定された
   基本点火時期を前記エンジンがノッキングを発生してい
   る場合は所定の遅角値を限度とする遅角制限値を設けて
   遅角補正し前記ノッキングを発生していない場合は進角
   補正するエンジンの点火時期制御方法において、 前記エンジンの吸入空気量と吸入空気圧とにより吸入空
   気温度を算出する吸入空気温度算出工程と、 該算出した吸入空気温度が予め設定されている基準温度
   を超える高温度状態であるか又は前記基準温度以下とな
   る通常温度状態であるかを判断する吸入空気温度判断工
   程と、 前記吸入空気温度が高温度状態であると判断され、かつ
   前記ノッキングが検出された場合に、 前記遅角補正の補正量を増大させて遅角速度を前記通常
   温度状態のときよりも速くする遅角速度変更工程と、 前記遅角制限値を前記通常温度状態のときよりも更に遅
   角側に変更する遅角制限値変更工程と、 前記吸入空気温度が高温度状態であると判断され、かつ
   前記ノッキングが検出されていない場合に、前記進角補
   正する進角速度を前記通常温度状態のときよりも遅くす
   る進角速度変更工程と、からなることを特徴とするエン
   ジンの点火時期制御方法。