JPS58165575A - 内燃機関の点火時期制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関の気筒内圧力によって気筒内外に生じ
る振動もしくは音等によってノッキングを検出し、ノッ
キングが検出された場合には、点火時期を遅角させる機
能をもつ内燃機関の点火時期制御方法に関する４のであ
る。

近年、内燃機関に生じるノッキングを検出して点火時期
を遅角させる、いわゆるノッキングフィードバッタシス
テムが種々検討されている。そのフィードバッタシステ
ムＯ概要は次のとお夛である。

すなわち内燃機関Ｏ気筒内圧力によって気筒内外に生じ
るｉＳ−もしくは音等を検出して、それら振動もしくは
音等が設定ＶべＩＲ／（ノブキング判定しぺ〜）を超見
え場合Ｘノッキングと判定し、ノブキング信号を発生す
る。このノブキング信号が生じた場合には点大時期を遅
角させ、逆に生じなかった場合には点火時期を進角させ
ることＫより、点火時期を常にノッキング限界付近にコ
ンＦローμし機関の燃費、出力性能を向上させるもので
ある。

このノッキングフィードバッタシステムにおいてノッキ
ング眼界付近で点火時期をコントロールするのであるが
、ノッキング限界は環境条件によって変化しかな）遅角
側になることがある。当然点火時期も遅角側でコントロ
ールされるが点火時期があまり進角側にコントロー〜さ
れると、機関の排気温度上昇等によシ、機関に損傷を与
えることがあるため点火時期の下限値を制限する必要が
ある。従来のノックフィードバックシステムでは。

ノッキング眼界が遅角側にな）点火時期が進角側にコン
トローμされた場合、点火時期は上記の下限値に固定さ
れる。しかし、機関回転数および負荷に応じて定められ
る基本点火時期よりの遅角量を示す遅角補正量は、ノッ
キング検出がされるかぎゃ、設定された最大遅角量まで
所定遅角量毎加算される。これは点火時期が下限［Ｋ達
しても遅角補正量は必ずしも最大遅角量にはなっていな
いからである。この様な状−からエンジン条件等の変化
に伴いノッキン・グ限界が進角側に変化した場合点火時
期はすみやかに型機することが出来ず、： ９°ａｓｓ”Ｏｅ７’２．：）、：＊″“ｈ、ａ、　ｃ
ｏ“れ時間があるため、機関　　費、出力性能が損われ
てしまう。

本発明は上記間騙点Ｋ１１Ｍみ、ノッキング限界がかな
９遅角側にあり、点火時期が機関保護の丸めの下限値に
な−）丸場合、ノッキングの検出がなされても遅角補正
量を加算することをやめることを特徴とする。第１図を
用いて説明する。図（ａ＞でノッキンダ隈昇ムがＢＣ）
遅角側に変化した場合、それに伴い図−（２）に示すよ
うに遅角補正量が増し図（ｂ）に示すように点火時期が
遅角する（破線は従来方式を示す）。点火時期がＨの下
限ｉ［Ｋなった時、点火時期はそこで固定される。この
時遅角補正量もｊまででそれ以上は増加しない。ノッキ
ング限界がＢからＣへ進角側に変化し九場合は、遅角補
正量はｊＫ＆るＯで点火時期はすみやかに進角され、新
しいノッキング眼界へと追従できる。

本発明は、上記の様にノッキング眼界がかなり４角側に
＆）点□火時期が下限値に固定された場合基本点火時期
よ）Ｏ遅角量である遅角補正量もそ藩・ れ以上は加算トシ表い、言い換えれば前記の様に点′：
：、。

火時期が下１１ｔＫＩｊｉ定され九場合の遅角補正量は
基本点火時期と点火時期の下限値の差に設定する（第３
図）。これＫよ多本発明は余分な遅角補正量がある丸め
のノッキング限界の変化に対する点火時期の追従性能の
悪化を防止し、常にノッキング限界の変化に点火時期が
追従できるようＫし、燃費、出力性能の悪化を防止する
ことを目的とする。

以下本発明を図に示す実施例により説明する。

第８図は本発明の一実施例を示す構成図である。

第８図において、１Ｆｉ１気筒鳴サイクμエンジン、２
はエアクリーナ、３はエンジンの吸入空気量を検出し、
これに応じた信号を出力するエアフローメータ、４はス
ロットル弁、５はエンジンの基準クランク角痩位置（た
とえば上死点）を検出するための基準角センサ６ムとエ
ンジンの型室りランク角度毎Ｋｔｍ力信号を発生するク
ランク角センナ５Ｂを内蔵したディストリビュータであ
る。６はエンジンのノック現象に対応し九エンジンブロ
ック振動を圧電素子式（ピエゾ素子式）、電磁式（マグ
ネット、コイル）等によって検出するためのノックセン
ナ、７はノックセンナの出力を受けてエンジンのノック
発生を検出するためのノック検出回路である。９はエン
ジンの冷却水温に応じ九信号を発生する水温センナ、ｔ
ｇはスロットル弁４が全閉状繍であるときに信号を出力
するための全閉スイッチ（アイドルスイッチ）、１３は
スロットル弁番がはぼ全開状態であるときに信号を出力
するための全開スイッチ（パワースイッチ）、１４は排
気ガスの空燃比（ム／Ｆ）が理論空燃比に比べて濃い（
９フチ）か薄い（リーン）かに応じて出力信号を発生す
る０１センサである。

８は前記各センナ及び各スイ゛ツチからの入カ信号状ｕ
Ｋ応じてエンジンの点火時期及び空燃比を制御するため
の制御回路、１０は制御回路８から出力される点火時期
制御信号を受けてイグニシッンコイルへの遥電纏断を行
なうイグナイタ及びイグニＶ璽ンコイ〜テアル。イグニ
シ１ンコイＡ／テ発生し先高電圧はディストリビュータ
５の配電部を通して適切な時期に所定の気筒の点火ブフ
グに引火される。１！は制御回路８で決定された燃料噴
射時期及び燃料噴射時間（τ）に基づいて吸気マニホー
ルドに燃料を噴射するためのインジェクタである。

次に＃！４図を用いてノック検出回路７の詳細を説明す
る。７０１はノックセンサ６の出力をノック周波数成分
のみ選別して取出すためのバンドパス、ハイパス等のフ
ィ〜り、７０２はフィルタ７０１の出力を半波整流する
走めの半波整流器、７０８は半波整流器７０２の出力を
積分し、ノックセンサ６の振動出力の平均値を欧出すた
めの積分器、７０４は積分器７０８の出力を増幅し適切
なノック判定レベμを作り出すための増幅器、７０５は
増幅器７０４の出力にノイズマージン等の効果を得るた
めに電圧のシフトを行なう抵抗等で構成されるオフ七ッ
ト電圧測定器、７０６は増幅１！　７０４の出力とオフ
セラ）！圧設定器７０５の出力を加算し最終的なノック
判定レペｐを作〕出す九めの加算器である。７０？は半
波整、、流器７０２と加算器７０６の出力を比較し、半
波Ｉ″ｓ　ｔｘｔ、器７ｏｗの出力の方が大きいときに
ノ・ル偏生している吃のと判断しその場合にパルス信号
を発生する比較器である。７０７の出力を制御回路８が
取〕込み、点火時期の演算を行う。

次に制御回路８０詳細構成及び動作を第６図に従って説
明する。第６図において８０００は点火時期及び燃料噴
射量を演算するための中央処理ユニット（ＣＰＵ）で８
ビツト構成のマイクロプロセフ量を用いている。８００
！は制御プログラム及び演算に必要な制御定数を記憶し
ておくための読出し専用の記憶ユニット（ＩＬＯＭ　）
、８００２はｃｌＵｓｏｏｏがプログラムに従って動作
中演算データを一時記憶する丸めの一時記憶ユニット（
凰ム麗）である、５ｏｏｓは基準角センサ信号の出力信
号であるマグネットピックアップ信号全波形整形するた
めの波形整形回路、８００４は同じくタフンタ角センｔ
ｉｌｌの出力信号を波形整形する丸めの波形整形回路で
ある。

８００６は外部、１．信号あるいは内部信号によってＣ
ＰＵＫ割込旭−、−行なわせるための割込制御部、５ｏ
ｏ６はｃｒｖ４作の基本周期となるクロック周期毎にひ
とつづつカウント値が上がるように構成された１６ビツ
Ｆのタイマである。このタイマ８００６と割込制御部・
８００５によってエンジン回転数及びクランク角度が次
のようＫしてＣＰＵＫ取り込まれる。すなわち基準角セ
ンサ信号の出力信号により割込みが発生する毎にＣｒＵ
はタイマのカウント値を読み出す。タイマのカウント値
はクロック周期（たとえば１ｐｓ）毎に上がりていくた
め、今回の割込時のカウント値と先回の割込時のカウン
ト値との差を計算することＫよシ、基準角センサ信号の
時間間隔すなわちエンジン１回転に要する時間が計測で
きる。こうしてエンジン回転数が求められる。またクラ
ンク角センサは、クランク角センサ６Ｂの信号が型室ク
ランク角度（たとえば８０℃ム）毎に出力されるので基
準角センナｂムの上死点信号を基準にしてその時のクラ
ンク角度を８０℃ム単位で知ることができる。

この３０℃ム毎のクランク角度信号は点火時期制御信号
発生のための基準点に使用される。

８００７は複数のアナログ信号を適時切替えてアナログ
−デジタル変換器（ム／Ｄ変換１１）８００８に導くた
めのマルチプレクサであり、切替時期は出カポ−）８０
１１から出力される制御信号によ）制御される。本実施
例においては、アナログ信号としてエアフローメータ８
からの吸入空気量信号及び水温センｆ９からの水濡信号
が入力される。

８００８はアナログ信号をデジタル信号に変換する丸め
のム／Ｄ変換器である。８００９はデジタル信号のため
の入カポ−）であ夛、このポートには本実施例の場合ノ
ック検出回路からのノック信号、アイドμスイッチ１８
からのアイドル信号、パワースイッチ１３からのパワー
信号、０２セン＋１４からの！ツチ・リーン信号が入力
される。

８０１ＧはデＶりｐ信号を出力するための出カポ−Ｆで
ある。この出カポ−Ｆからはイグナイタ１０に対する点
火時期制御信号、インジェクタ１１に対する燃料噴射制
御信号、マルチプレクサ８００７に対する制御信号が出
力される。８０１１はＣＰＵパスで６）、ＣＰＵはこの
パス信号線に制御信号及びデータ信号を乗せ、周辺回路
の制御及びデータの送受を行なう。

以上本発明を実現する装置の構成について説明したので
、以下８６図のフローチャートを用いて制御回路８で行
なう、点火時期、遅角補正量の演算処理手順を説明する
。内燃機関が起動されると、ステップ１００よプ点火時
期演算の割込処理〜−チンの実行に入る。ステップ１０
１で回転数Ｎ１負荷（Ｑ／Ｎ）が算出される。ステップ
１０１！ではステップｌｏｔで算出された回転数Ｎ、負
負荷　Ｑ／Ｎ　）をもとに、基本点火時期のマツプより
基本点火時期θＢを算出する。ステップ１０８ではノッ
クフィードバックを行なう領域であるか否かを判定し、
ノックフィードバック領域の場合、ＹＢ２に分岐しステ
ップＬＯＷへ移行する。軽負荷時等のノックフィードバ
ック領域でない場合はＮＯに分岐しステップ１０４で進
角カランタムを０にクリアし、ステップ１０５で点火時
期がセットされステップ１０６でメインμｍチンに復帰
す焉　１（ る。　　　　　　　　　　　・、、、：□ ステップｌＯ８でノックライ−ドパツク領埴であると判
定されＹＢ２に分岐した場合、ステップ１０？でノッキ
ング検出の有無を判定し、ノッキングがない場合Ｎｏに
分岐しステップ１８０へ移行する。ノブキングがあった
場合ＹＥＳに分岐しステップ１０８へ移行し、ステップ
ｌＯ８では進角カランタムがＯＫクリアされる。ステッ
プ１０９でノブキングの強度、ＩＩ度に応じた遅角量Δ
０が算出され、ステップ１１０で点火時期の１角補正量
θＣにステップ１０９で算出され九遅角量Δ０が加算さ
れ、新たに遅角補正量ＯＣが設定される。

ステップＩｌ！では遅角補正ｊｉ＃ｃが最大遅角補正量
ｏＣＨｍｘ以内であるか否かの判定をし、ａｃｍａｘ以
内の場合Ｘ１８に分岐しステップ１１４へ移行する。ａ
ｃｍａｘよ）大きい場合ＮＯに分岐しステ。

プ１１３で遅角補正量０Ｃは、ｆｌ　ｅ　＝　ａｃｍａ
ｘに設定される。ステップ１１４では基本点火時期θＢ
と遅角補正量ＯＣをもとに、点火時期０がθ＝θＢ−〇
〇の演算式で算出される。

□ ステップト１１６ではステップ１１４で算出され′１ 九点火時期−が１・、排気温度上昇等の防止のための点
火時期のガードθｗｉｎ以上か否かの判定がされ点火時
期−が点火時期のガードｅ　ｍｉｎ　ＬＪ上の場合ＹＥ
８に分岐しステツ７’ｌ１６へ移行する。点火時期０が
点火時期のガード０ｍ１ｎより小さい場合Ｎｏに分岐し
ステップ１１８で遅角補正量ａｃｌｄθＣ＝θＢ−θｍ
ｉｎの演算式で修正される。このステップ１１８の処理
を行なうことで、点火時期に反映されない余分な遅角補
正量が増えることを防止する。ステップ１１９では点火
時期Ｏは点火時期のガードθｍｉｎに修正される。ステ
ップ１１６では、点火時期がセットされ、ステップ１１
？でメインμｍチンに復帰する。

ステップ１０７でノッキングがないと判定されステップ
１２０へ移行した場合、ステップＩ２０で、進角カラン
タムにｌが加算される。ステップ１２１では、所定期間
ムＯ（この場合サイケｆｉ／）にノッキングがあったか
否かの判定がされ、前回のノッキング発生から所定期間
ムＯが経過していない場合、ＮＯに分岐しステップ１１
４へ移行しステップ１１４以降前記同様の処理が行なわ
れる。

ステップ１２１で前回のノック発生より所定期間ムＯが
経過したと判定された場合、ＹＥＳに分岐しステップ１
２２で進角カウンタＡは０にクリアされる。ステップＩ
ｇ８では、θｃ＝Ｏｃ−θムの演算が行なわれ、遅角補
正量θＣは進角敏θムだけ減算され、新九に遅角補正量
θＣが設定される。ステップ１！４では遅角補正量θＣ
がＯＬＪ、下か否かの判定を行ない、Ｎｏと判定された
場合ステップ１１４へ移行する。ＹＥＳと判定された場
合はステップ１２＆で遅角補正量０ＣはＯに捷定されス
テップ１１４へ移行し、以降前記同様の処理が行なわれ
る。以上のように点火時期が演算され、イグナイ！、コ
イルを通じて機関に点火される。

以上述べえように本発明は、ノッキングフィードバック
時に、機関保護のための点火時期の下限値の制限を受け
た場合、それ以上遅角補正量を増さないようＫしている
ので、ノッキング限界が進角側に変化した場合にすみ中
かに点火時期が追従でき、燃費、出力性能が悪化するこ
とを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明と従来方式のノフキング限界の変化に
対する追従性能の比較図、第２図は、本発明における回
転数と最大遅角補正量との関係を示す特性図、第８図は
、本発明の一実施例を示す全体構成図、第１図は、第８
図中のノッキング検出回路の構成図、第５図は、１ｇ８
図中の制御回路の構成図、第６図は、本発″萌における
点火時期及び遅角補正量の演算処理手順を示すフローチ
ャートである。 ｔ−一・エンジン、８・−エアフローメータ、５ム・・
・基準角センサ、　５　Ｂ　、−、クランク角センサ、
６−ラックセンサ、７・・・ノック検出回路、８・−制
御回路。 ５ｏｏｏ・−中央処理ユニツ）　、８００し４０Ｍ。 ａｏｏｇ＝ｌＬムＭ０ 第　１　肉 １１２　　図 工〉シン回転敏

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内燃機関のノッキングを検出し、このノッキングの検出
   状態によって、機関の回転数および亀萄に応じて決定さ
   れる基本点火時期な遅角側に補正し、ノブキングの発生
   限界付近に点火時期を制御する内燃機関の点火時期制御
   方法において、前記点火時期の遅角側に下限値を設ける
   と共に前記基本点火時期よ）の遅角量を示す遅角補正量
   に最大値を設け、この遅角補正量が最大筐でない場合に
   前記点火時期が前記下限値まで遅角されたとき、前記遅
   角補正量をそのときの値に保持することを特徴とする内
   燃機関の点火時期制御方法。