JPS6043176A - 機関点火時期制御装置 - 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】 この発明は、機関の点火時期ン制御する点火時期制御装
置に関する。

一般に、機関は、出力及び燃費特性上から見ると、＠度
のノッキングが発生している状態（ノック限界）の点火
時期での運転が最も効率が良いことが知られている。

この種の従来装置には、予め設定された基準点火時期特
性に基づいた時期に発生する点火信号ｔノッキングの発
生毎に一定角度、あるいはノッキング強朋に応じた所定
角度だけ遅角移相させ、ノッキングの発生が無い場合に
はこの遅角移相量娑所定の時定数で減少させることによ
り点火時期ンノック限界の点火時期にフィードバック制
御するものがあった。

ノックキング乞抑制すべく特定の遅角移相制御量で全て
の気筒ン同様に遅角制御するため、ある気筒でノッキン
グが発生すると１発生した気筒はもち論、他の気筒もそ
の制御量により一様に遅角制御されてしまう。

一般に、機関のも気筒は、構造上の若干の差異。

構成部品のバラツキ、混合気の分配の気向間差等により
、ノック発生状況が異なり一即ち父筒毎にノック限界の
点火時期が異なっている。

従って、このような制御を行なう従来装置ン用いれば、
最もノッキングの発生し易い気筒のノック限界に点火時
期が設定されてしまう。これは。

必ずしも機関にとって最適な点火時期制御とならず、即
ち全ての気筒がノック限界の点火時期で点火されるとい
うことになっていな℃・。

そこで、各気筒について点火時期の遅角移相制御量のフ
ィードバック制御をする気筒別点火時期制御装置の提案
がいくつかなされてし・る。

ところでこの種のフィートノ（ツク制御にお（１ては、
気筒別の場合の制御も含めて、ノッキング抑制のための
制御は基準点火時期からの遅角量ン制御するものである
。このため、基準点火時期をま予めノック限界よりも進
角したところに設定しておかねばならない。従って、制
御の開始点における点火時期は必ずノツ゛り限界を越え
たところにあることになるので、制御開始時には大きな
ノッキングが発生する。恭準点火時期はノック限界より
わずかに進んだ点火時期に設定することが望ましい。

しかし、先に述べた気筒間のノック限界の〕（ラツキｔ
も考慮に入れると、そのように設定することは実際上は
不可能である。ある運転状態ではノック限界の点火時期
に対して遅れ側設定の基準点火時期となることは避けら
れない。この遅れに側設定、した機関の運転状態では１
機関はノック、限界の最適の点火時期より遅れた時期の
点火となり、全ての運転状態に亘・つては全ての気筒！
最適な点火時期に制御することができない。

この発明は、気筒識別手段により点火気筒を識別し一当
該点火気筒毎にノック検出器の出力を演算して父筒別に
点火時期の制御値ン補正し、一方、各運転状態にわたる
基準点火時期特性ン記憶している記憶手段よりデータな
運転状態センサの検出出力によって読み出し、このデー
タケ先に作成した気筒毎の補正制御１値より、今回点火
丁べき気筒の制御値を補正して点火時期制御乞行なうこ
とを目的とする。更に、本発明は、各気筒の補正制御値
が正又は負いずれの１ｉｉ！’２もとり得るように演算
制御することにより、基準点火時期特性を、例えば各気
筒のノック限界の中心値に設定して、制御開始点のノッ
ク乞抑制しながら、しかも基準点火時期がノック限界よ
り遅れて設定された気筒に対してもノック限界での点火
時期制御を可能とし、また基準点火時期が全体にノック
限界の応火時期より遅れて設定された運転領域において
も、全ての気筒のノック限界での点火時期制御を可能と
し。

全ての運転状態において点火時期を最適制御することン
目的とｆろ。

以下、図ン参照してこの発明の゛一実施例につ℃１て説
明する。

第１図は本発明の概要構成を示すブロック図である。負
荷検出手段１は機関の負荷状態を検出し。

回転数検出手段２は機関の回転数ｌ検出″ｆる。基準制
御値発生手段６は、検出手段１及び２による機関の負荷
状態と回転数とによって予め２次元的に区画された番地
から基準点火時期特性を与える制御量を読み出す。補正
値演算手段６をま、機関の気筒数ｎに対応する数の補正
制御値記憶領域ン有し気筒識別手段４の点火気筒と、ノ
ック検出手段５によシ検出されるノッキング信号とから
新しい梳正制御値を演算し、これを再び対応する領域に
記憶させる。この補正制御値の更新範囲は正、負いずれ
の値をもとシ得る。制御量演算手段７は、気筒識別手段
４によシ識別される点火気筒情報から次回の点火気筒を
判別してとの気筒に対応する補正制御値によシ、基準制
御値発生手段６より読み出された基準制御値を補正し、
次回の点火気筒の点火時期を与える制御量を発生する。

タイミング変換手段８はこの制御量により時期信号を発
生して点火手段９を制御する。

第２図はこの発明の一実施例を示すブロック図であ如、
４ストロ一ク４気筒機関に適用した例を示す。図におい
て、１０は機関のカムシャフトの回転に連動し、クラン
ク角度３６００毎に出力を反転する信号１０ａを発生す
る角度検出器、１１は角度検出器１０の信号１０ａに菊
して位相差１８０°を持つ信号１１ａを発生する角度検
出器、１２は機関の吸気管圧を検出し、その圧力に対応
した信号１２ａを発生する圧力センサ、１６は圧力セン
サ１２よシ出力された信号１２ａをディジタル変換した
信号１３ａを出力するアナログ・デジタル（Ａ／Ｄ　）
変換器、１４は機関に取り付けられ機関の振動加速度を
検出し、信号１４ａを出力する加速度センサ、１５は加
速度センサ１４の信号１４ａから機関のノッキング成分
を弁別し、ノッキング信号１５ａを出力する弁別器、１
６は弁別器１５の信号１５ａをディジタル変換した信号
１６ａを出力するＡ／Ｄ変換器、２０はマイクロコンピ
ュータでアリ、マイクロプロセッサ（ＣＰＵ　）　２１
と、メモリ（ＲＯＭ及びＲＡＭ）２２と、インダーフェ
ース（Ｉｌｏ）２６とから構成されている。１８はマイ
クロコンピュータ２０で演算された点火時期制御量の信
号２３ａを時期信号１８ａに変換するタイミング変換回
路、１７はタイミング変換回路１８より発生された時期
信号１８ａで機関に点火する点火回路である。

次にこのように構成された本実施例の動作について説明
する。第３図は本実施例に示す角度検出器１０．１１の
出力波形図であり角度検出器１１の信号１１ａは機関の
回転に従い、第１気筒のＢ　Ｔ　Ｄ　Ｃ９’０°　で”
Ｌ”レベルになシ、第４気筒のＢＴＤＣ９０°　で”Ｈ
”レベルになる。また角度検出器１２の信号１２ａは第
１の角度検出器１１の信号１１ａに対しクランク角度で
１８０°遅相した信号すとなる。これら２つの信号１１
ａ、１２ａはマイクロコンピュータ２０のインターフェ
ース２６に入力される。圧力センサ１２は機関の吸気管
圧を検出し、その圧力に対応した電圧レベルの信号１２
ａを発生する。ここで機関の吸気管圧は機関の負荷状態
に敏感に反応して変化するため、この吸気管圧を検出し
て得られる信号１２ａのレベルから機関の負荷状態を知
ることができる。さて圧力センサ１２から発生された信
号１２ａはＡ／Ｄ変換器１６によりディジタル化され、
信号１３ａとなってインターフェース２６に入力される
。

一方加速度センサ１４は機関に取り付けられており常時
機関の振動を検出している。この検出出力である信号１
４ａには機関の作動により生じた機械振動によるノイズ
信号と、機関のノッキングにより発生した振動によるノ
ッキング成分が重畳している。弁別器１５は信号１４ａ
からノッキング成分を弁別して検波し、更に積分し、ノ
ッキング強度に応じたレベルをもつ信号１５ａを出力す
る。この信号１５ａはＡ／Ｄ変換器１６でディジタル化
されて信号１６ａとなり、インターフェース２６を介し
てＣＰＵ２１に読み込まれる。また弁別器１５はマイク
ロプロセッサ２１０指令でインターフエ・−ス２３から
の信号２３ｂにより積分値がリセットされ次のノッキン
グ検出のために初期化される。

マイクロコンピュータ２０のメモリ２２はＲＯＭとＲＡ
　Ｍを有し、ＲＯＭには機関の回転数及び負荷状態に対
応して予め定められ、機関の各運転状態における基準点
火時期特性を与える基準制御値を記憶する領域（以下進
角マツプと呼ぶ）が設けられ、ＲＡＭには機関の各気筒
に対応してノック抑制のだめの補正制御値、及びこの補
正制御値を更新するだめの計数値を記憶する領域が設け
られている。

マイクロコンピュータ２０は角度検出器１０゜１１、圧
力センサ１２、加速度センサ１４の各センサ情報か各気
筒の最適な点火時期を算出し、これを信号１８ａでタイ
ミング変換器１８に入力する。タイミング変換器１８は
その入力に従い、点火回路１７を作動させ、機関を点火
させる。ＣＰＵ２１により実行されるフローチャートラ
第４図に示す。図中のＰ、〜Ｂ８　はフローチャートの
各処理実行ステップを示す。

なお、本フローチャートでは点火が１．３，４゜２気筒
の順になされる機関を例にとり説明する。

ＣＰＵ２による制御演算は１点火周期に１回、角度検出
器１０．１１の出力信号の状態が反転する時期に同期し
て実行される。

まず、Ｐｌでタイミング変換回路１８のカウンタをリセ
ットし、カウント動作を開始させる。Ｐ２で前回の処理
開始時期から現在までの時間間隔、即ちクランク角度で
１８０°回転に相当する周期を計測する。Ｐ、ではこの
計測した周期を回転数に換算する。Ｐ４で圧力信号を入
力し、Ｐｌ＋でこの信号より機関の負荷状態を計算でめ
る。Ｐ６ではＰ３及びＰ、において計算した回転数およ
び負荷状態に対応する進角マツプの番地を指定し、対応
する基準制御値データを読み出し、メモリ２２に設けた
Ａレジスタに記憶させる。Ｐ７では角度検出器１０の信
号１０ａの状態を確かめる。信号１０ａの状態が′Ｌ″
であれば、第３図に示すように直前に点火しだ気筒は第
１気筒あるいは第２気筒である。

続い“てＰ、で角度検出器１１の信号１１ａの状態を確
かめ、その状態が′Ｌ”であれば直前の点火気筒は第１
気筒であると判断され、Ｐ９で点火気筒の識別情報を記
憶するべくメモリ２２に設けられたレジスタｎに、第１
気筒の点火順を示す数１を記憶させる。Ｐ、で出力状態
がＨ”であれば、ＰＫ。

で第２気筒の点火順を示す数４をレジスタｎに記憶させ
る。一方、Ｐ７で角度検出器１０の出力が”Ｈ”である
と判定された場合は前の点火気筒は第３気筒あるいは第
４気筒であり、以下ｐＨではＰ８と同様、角度検出器１
１の信号１１ａの状態を確かめ、°Ｌ”の場合はｐｓｔ
でレジスタｎに第３気筒の点火順を示す数２を記憶させ
、“Ｈ”の場合はｐｔｓでレジスタｎに第４気筒の点火
順を示す数３を記憶させる。Ｐｌ４においては信号１６
ａ（ΔＫ）を読み込み、Ｐｌ５で弁別器１５の積分値を
リセットする信号２３ｂを発生して次回のノッキング発
生を検出するための準備をする。

Ｐｌ。においてＰｌ４で読み込んだ信号１６ａ（ΔＫ）
の状態（有無）０であるか否かを調べる。Δに＝０の場
合はＰＩ？において、各気筒に対して設けられた補正制
御値更新のための計数メモリのうち先にＰ７〜Ｐ、で識
別した直前の点火気筒に対応する計数メモリＣｆｎｌＯ
値に１を加算し、この値をメモリＣ（ｎｌに再び記憶さ
せる。続いてＰｌｉｌにおいてこのメモ！ＪＣ（ｎｌの
値が１００に達したか否か、即ち尚該気筒のｌＯＯ連続
点火の期間に亘って信号１６ａ（ΔＫ）がＯであったか
否かを検出し、Ｃｆｎ１＝　１００であればＰｌ９にお
いて当該気筒の補正制御値を記憶しているメモ！ＪＢ（
ｎｌの値を１だけ減算し、この値を記憶させる。Ｐ２Ｏ
においては計数動作を行うメモリＣ（ｎｌの値をＯにリ
セットし、次の１００点火計測動作に備える。一方、ｐ
Ｈｌにおいて、Ｃ（ｎ）＼１００で１００連続点火に達
していなければ、補正制御値記憶用メモＩＪ　Ｂ　（ｎ
ｌの値は減算せず、そのままの値を保持させ、次のＰ７
、へと進む。

また、上記Ｐ１６において信号１６ａ（ΔＫ）が有る（
Δに＼０）場合には、Ｐ□において補正制御値記憶用メ
モＪＢ（ｎｌの値にΔＫが加算されて、ノッキング強度
に応じた分だけ補正値が増大する。

次のＰｌ２では上記当該気筒１００点火周期計測用メモ
リＣ（ｎｌの値をリセットし、１００点火計測動作に備
える。

従って、ノッキングの状態に応じて増減する補正制御値
記憶用メモＩＪ　Ｂ　（ｎｌの値は、当該気筒の１点火
毎に検出される信号１６ａが有る場合にはノッキング強
度に応じた分だけその値が増加方向に更新され、−力信
号１６ａが無い場合には当該気ｉ帛Ｉ　Ｑ　Ｑ点火毎に
１だけ減少方向にその値が更新される変化を呈し、その
変化範囲は零をまたいで正、負いずれの値をもとり得る
ように設定される。

なお、この減少方向のゲインを決定する１００点火の計
数は、一実施例であシ、これに限ることはないことはも
ちろんである。

このようにして前の点火による信号１６ａでノッキング
発生気筒の補正制御値が更新されると、次にＰｏでは、
次に点火すべき気筒を決定するた′めに、点火順を記憶
しているレジスタｎの値に１を加算する。即ち、例えば
前回の点火が第１気筒であればレジスタｎの値は１であ
り、これに１を加算するとレジスタｎの値は２に゛なり
、これに対応する点火順の気筒は第３気筒となる。Ｐ２
４においてはこのレジスタｎの値が５になったか否かを
確かめ、ｎ＝５の場合、前回の点火気筒は第２気筒であ
シ、次は点火順からいって第１気筒に相当するためＰｏ
においてレジスタｎの値を第２気筒の点火順１とする。

このような処理で次の点火気筒が決定されると、Ｐ６に
おいて読み出された記憶値（基準制御値）をつぎに決定
された気筒の補正制御値で補正する。

ｐｔａにおいて最終的な制御値（進角制御値）を決定す
べく、レジスタＡの値から次の点火気筒の補正制御値を
記憶しているメモリＢ　ｉｎｌ　Ｏ値を減算し、この演
算結果をＰ２７で出力レジスタに記憶する。

この演算結果は現在制御すべき点火位置を角度相当の値
によって示すデータであるため、Ｐ□において、このデ
ータを角度検出器１１又は１２の出力反転時刻からの遅
れ時間データに変換する。

この角度対時間変換の演算は上記Ｐ、における周期情報
１に基づいて容易に可能である。

とのＰ２Ｍにおいて時間に変換された進角制御値はタイ
ミング変換器１８のラッチにセットされる。

タイミング変換器１８のカウンタは、ＣＰＵ２１の演算
処理開始時、即ち角度検出器１０．１１の出力状態反転
時からカウントを開始しており、このカウント値がｐｔ
ｓ　でセットされまたラッチの値に一致した時点でタイ
ミング変換器１８は点火信号を発生し点火回路１７の点
火コイルの通電を遮断し機関に点火する。

尚、上記実施例では気筒の識別を２つの角度検出器の出
力情報から行なっているが、これに限ることはなく、例
えば基準の点火気筒を識別する検出器を設け、順次点火
を計数することによって気筒の識別をしてもよい。

このようにこの発明は、機関の点火時期を予め運転状態
に対応してプログラムされたメモリデータに基づいて基
準の点火時期を決定し、この基準点火時期を各点火気筒
毎にノック検出情報に基づいて正、負に亘って値が変化
し得る補正値によシ進角、遅角両方向に補正し得るよう
に制御しているため、気筒毎にノック限界の点火時期に
差異があっても全ての気筒がそれぞれのノック限界の点
火時期で点火制御され、また、基準点火時期の設定がノ
ック限界に対して遅れ側設定になる運転モーードにおい
ても、各気筒は基準点火時期に対して実際の制御点火時
期を進み側に制御しながら、ノッキング信号により個別
にフィードバック制御することができ、従って、全ての
運転状態に亘って各気筒の点火時期はノッキング信号−
を検出しながらノック限界の最適点火時期に制御できる
ことになり、極めて高精度な進角制御が可能になると共
に、基準の点火時期の設定もノック限界に対して進み側
に設定する必要はない。例えば、各気筒のノック限界の
中心値を目標に基準点火時期を設定してもノック検出に
よるフィードバック制御を全ての運転状態に亘って可能
とし得ることから、基準点火時期設定の進みすぎによる
制御開始付近の大きなノッキングの発生をも防止できる
ものである。

４、図面の簡単な説明　り 第１図は本発明装置の概要構成を示すブロック図、第２
図は本発明装置の一実施例を示すブロック図、第３図は
第２図に示す角度検出器１０及び１１の出力の波形図、
第４図は第２図に示すＣＰＵの動作のフローチャートで
ある。

１・・・負荷検出手段、２・・・回転数検出手段、６・
・・基準制御値発生手段、４・・・気筒識別手段、５・
・・ノック検出手段、６・・・補正値演算手段、７・・
・制御量演算手段、８・・・タイミング変換手段、９・
−・点火手簡　１　図 第　２　図 第　３　図 手続補正書（自発） １、小イ４１ノ表示　’Ｉ；１ｌＱｒ！昭５８−１５１
２８’１３、補正をする者 代表者片＋ｈ仁八へ ５、　補正の対象 明細書全文 ６、　補正の内容 別紙の通り明細書全文を補正する。

７、添付書類の目録 補正後の明細書全文を記した書面　１油取　モ 明　細　書 １、発明の名称 機関点火時期制御装置 ２、特許請求の範囲 機関のノッキングを検出するノック検出手段と、機関の
運転状態を検出する運転状態センサと、上記機関の各運
転状態に対して基準点火時期特性を与える基準制御値を
発生する手段と、上記機関の点火気筒を識別する気筒識
別手段と、との気筒識別手段により識別された気筒の点
火時期補正値を上記ノック検出手段の出力に応じて増大
方向あるいは減少方向へ更新変更する手段と、上記基準
制御値と上記各気筒に対する点火時期補正値とによって
演算された制御値により各気筒毎に点火時期を決定する
手段とを備え、上記各気筒の点火時期補正値を零を才た
いて正又は負いずれの値をとり得るようにしたことを特
徴とする機関点火時期制御装置。

３、発明の詳細な説明 との発明は、機関の点火時期を制御する点火時期制隣装
置に関する。

一般に、機関は、出力及び燃費特性上から見ると、軽度
のノッキングが発生している状態（ノック限界）の点火
時期での運転が最も効率が良いことが知られている。

この種の従来装置には、予め設定された基準点火時期特
性に基づいた時期に発生する点火信号をノッキングの発
生毎に一定角度、凌）るいはノッキング強度に応じた所
定角度だけ遅角移相させ、ノンキングの発生が無い場合
にはとの遅角移相量を所定の輛定数で減少させることに
より点火時期をノック限界の点火時期にフィードバック
制御するものがあった。

しかし、ノックキングを抑制すべく特定の遅角移相量（
財）量で全ての気鳳を同様に遅角制飢するため、ある気
筒でノ・′キングが発生すると、発生した気筒はもち論
、他の気筒もその制御量により一様に遅角量（財）され
てしまう。

一般に、機関の各気筒は、構造上の若干の差異、構成部
品のバラツキ、混合気の分配の気筒間差等により、ノッ
ク発生状況が異なり、即ち気筒毎にノック限界の点火時
期が異なっている。

従って、このような制御を行なう従来装置を用いれば、
最もノッキングの発生し易い気筒のノック限界に点火時
期が設定されてしまう。これは、必ずしも機関にとって
最適な点火時期制御とならず、則ち全ての気筒がノック
限界の点火時期で点火されるということになっていない
。

そこで、各気筒について点火時期の遅角移相量耐量のフ
ィードバック制゛仰をする気筒別点火時期制御装置の提
案がいくつかなされている。

ところでこの種のフィードバック制御においでは、気筒
別の場合の制御も含めて、ノッキング抑制のための制御
は基準点火時期からの遅角量を制御するものである。こ
のだめ、基準点火時期は予め７ノツク限界よりも進角し
たところに設定しておかねばならない。従って、制御の
開始点における点火時期は必ずノック限界を越えたとこ
ろにあることになるので、制御開始時には大きなノッキ
ングが発生する。このため基準点火時期はノック限界よ
りわずかに進んだ点火時期に設定することが望才しい。

しかし、先に述べた気筒間のノック限界のバラツキをも
考慮に入れると、そのように設定することは実際上は不
可能である。を）る運転状態では基準点火時期が、ノッ
ク限界に対して遅れ側設定となる気筒が生じてし甘うこ
とが避けられない。この遅れに側設定した機関の運転状
態では、機関はノック限界の最適の点火時期より遅れた
時期の点火となり、全ての運転状態に亘っては全ての気
筒を最適な点火時期に制御することができたい。

この発明は、気筒識別手段により点火気筒を識別し、当
該点火気筒毎にノック検出器の出力を演算して気筒別に
点火時期のｆｉｌｌ（財）値を補止し７、一方、各運転
状態にわたる基準点火時期特性を記憶している記憶手段
よりデータを運転状態センサの検出出力によってＨ売み
出し、このデータを先に作成した気筒毎の補正制岬値に
より、今回点火すべき気筒の制御値を補正して点火時期
制御を行なうことを目的とする。更に、本発明は、各気
筒の補正制呻値が正又は負、いずれの値をもとり得るよ
うに演算制御することにより、基準点火時期特性を、例
えば各気筒のノック限界の中心値に設定して、制岬開始
点のノックを抑制しながら、しかも基準点火時期がノッ
ク限界より遅れて設定された気筒に対してもノック限界
での点火時期制御を可能とし、また基準点火時期が全体
にノック限界の点火時期より遅れて設定された連転領域
においても、全ての気筒のノック限界での点火時期制御
を可能とし、全ての運転状態において点火時期を最適側
脚することを目的とする。

以下、図を参照してこの発明の一実施例について説明す
る。

第１図は本発明の概要構成を示すブロック図である。負
荷検出手段１は機関の負荷状態を検出し、回転数検出手
段２は機関の回転数を検出する。基準制御値発生手段３
は、検出手段１及び２による機関の負荷状態と回転数と
によって予め２次元的に区画された番地から基準点火時
期特性を与える制＠Ｉ量を読み出す。補正値演算手段６
は、機関の気筒数ｎに対応する数の補正制御値記憶領域
を有し気筒識別手段４により識別される点火気筒に対応
する前回の補正制御値と、ノック検出手段５によシ検出
されるノッキング信号とから新しい補正制御値を演算し
、これを再び対応する領域に記憶させる。この補正制御
値の更新範囲は正、負いずれの値をも七シ得る。制御ｌ
ｌｌｌｌ算演算手段、気筒識別手段４により識別される
点火気筒情報から次回の点火気筒を判別してこの気筒に
対応する補正制御値により、基準制御値発生手段３よシ
読み出された基準開側１値を補正し、次回の点火気筒の
点火時期を与える制御値を発生する。タイミング変換手
段８はこの制御量により時期信号を発生して点火手段９
を制御する。

第２図はこの発明の一実施例を示すブロック図であり、
４ストロ一ク４気筒機関に適用した例を示す。図におい
て、１０は機関のカムシャフトの回転に連動し、クラン
ク角度３６０°毎に出力を反転する信号１０ａを発生す
る角度検出器、１１は角度検出器１０の信号１０ａに対
して位相差】８００を持つ信号１１ａを発生する角度検
出器。

１２は機関の吸気管圧を検出し、その圧力に対応した信
号１２ａ゛を発生する圧力センサ、１３は圧力セン丈】
２よシ出力された信号１２ａをディジタル変換した信号
１３ａを出力するアナログ・デジタル（Ａ、／Ｄ）変換
器、１４は機関に取り付けられ機関の振動加速度を検出
し、信号１４ａを出力する加速度センサ、１５は加速度
センサ１４の信号１４ａから機関のノッキング成分を弁
別し７、ノッキング信号１５ａを出力する弁別器、１６
は弁別器】５の信号１５ａをディジタル変換した信号１
６ａを出力するＡ／Ｄ変換器、２０はマイクロコンピュ
ータであり、マイクロプロセッサ（ＣＰＴ、Ｊ）　２１
と、メモリ（ＲＯＭ及びＲＡＭ）２２と、インダーフェ
ース（Ｉｌｏ）２３とから構成されている。１８はマイ
クロコンピュータ２０で演算された点火時期制Ｈ−２４
）の信号２３ａを時期信号１８ａに変換するタイミング
変換回路、１７はタイミング変換回路１８より発生され
た時期信号１８ａで機関に点火する点火回路である。

次にこのように構成された本実施例の動作について説明
する。第３図は本実施例に示す角度検出器１０．１１の
出力波形図であり角度検出器１゜の信号１０ａは機関の
回転に従い、第１気筒のＢＴＤ０９０°でゝゝＬ〃レベ
ルになり、第４気筒のＢＴＤＣ９０°で１Ｈ”レベルに
なる。捷た角度検出器１１の信号１１ａは第１の角度検
出器】０の信号１．　Ｏａに対しクランク角度で１８０
°遅相した信号すとなる。これら２つの信号１０ａ、１
１ａはマイクロコンピュータ２０のインターフェース２
３に入力される。圧力センサ１２は機関の吸気管圧を検
出し、その圧力に対応した電圧レベルの信号１２ａを発
生する。ここで機関の吸気管圧は機関の負荷状態に敏感
に反応して変化するため、この吸気管圧を検出して得ら
れる信号１２ａのレベルから機関の負荷状態を知ること
ができる。

さて圧力センサ１２から発生された信号１２ａはＡ／Ｄ
変換器１３によりティジタル化され、信号１３ａとなっ
てインターフェース２３に入力される。

一方加速度センサ１４は機関に取り付けられており常時
機関の振動を検出している。この検出出力である信号１
４ａには機関の作動により生じた機械振動によるノイズ
信号と、機関のノッキングにより発生した振動によるノ
ッキング成分が重畳している。弁別器１５は信号１４ａ
からノッキング成分を弁別して検波し、更に積分し、ノ
ッキング強度に応じたレベルをもつ信号１５ａを出力す
る。この信号１５ａはＡ／Ｄ変換器１６でディジタル化
されてノッキング信号１６ａとなり、インターフェース
２３を介してＣＰＵ２１に読み込捷れる。捷た弁別器１
５はマイクロプロセッサ２１０指令でインターフェース
２３からの信号２３ｂにより積分値がリセットされ次の
ノッキング検出のために初期化される。

マイクロコンピュータ２０のメモリ２２はＲＯＭとＴＬ
　Ａ、　Ｍを有し、ＲＯＭには機関の回転数及び負荷状
態に対応して予め定められ、機関の各運転状態における
基準点火時期特性を与える基準制御値を記憶する領域（
以下進角マツプと呼ぶ）が設けられ、ＲＡＭには機関の
各気筒に対応してノック抑制のための補正制御値、及び
この補正制御値を更新するだめの計数値を記憶する領域
が設けられている。

マイクロコンピュータ２０は角度検出器１０．１１、圧
力センサ１２、加速度センサ１４の各センサ情報から各
気筒の最適々点火時期を算出し、これを信号１８ａでタ
イミング変換器１８に入力する。タイミング変換器１８
はその入力に従い、点火回路１７を作動させ、機関を点
火させる。

ＣＰＵ２１により実行されるフローチャートを第４図に
示す。図中のＰ、〜ｐｔａはフローチャートの各処理実
行ステップを示す。

なお、本フローチャートでは点火が１．３．４２気筒の
順にガされる機関を例にとり説明する。

ＣＰＵ２１による制御演算は１点火周期に１回、角度検
出器１０．１１の出力信号の状態が反転する時期に同期
して実行される。

まず、Ｐｌでタイミング変換回路１８のカウンタをリセ
ットし、カウント動作を開始させる。Ｐ２で前回の処理
開始時期から現在壕での時間間隔、即ちクランク角度で
１８０°回転に相当する周期を計測する。Ｐ３ではこの
計測した周期を回転数に換算する。Ｐ４で圧力信号を入
力し、Ｐ、てこの信号より機関の負荷状態を計算でめる
。Ｐ。

ではＰ３及びＰ、において計算した回転数および負荷状
態に対応する進角マツプの番地を指定し、対応する基準
制御値データを読み出し、メモリ２２に設けたＡレジス
タに記憶させる。Ｐ７では角度、検出器１０の信号１０
ａの状態を確かめる。信号１０ａの状態が１Ｌ”であれ
ば、第３図に示すように直前に点火した気筒は第１気筒
あるいは第２気筒である。続いてＰ８で角度検出器１１
の信号。

１１ａの状態を確かめ、その状態が”Ｔ、　ｔｔであれ
ば直前の点火気筒は第１気筒であると判断され、Ｐ９　
で点火気筒の識別情報を記憶するべくメモリ２２に設け
られたレジスタｎに、第１気筒の点火順を示す政１を記
憶させる。Ｐ、で出力状態がゝＨ“であれば、Ｐ、ｏで
第２気筒の点火順を示す数４をレジスタｎｌ１ｃ記憶さ
せる。一方、Ｐ７で角度検出器１０の出力がゝゝＩ］”
であると判定された場合は前の点火起部は第３気筒ある
いは第４気筒であり、以下Ｐ１１ではＰ８と同様、角度
検出器１１の信号１１ａの状態を確がめ　ｓ　１．“の
場合はＰ＋２でレジスタｎに第３気筒の点火順を示す数
２を記憶させ　１１　）ｉ　／／の場合はＰ＋８でレジ
スターに第４気筒の点火順を示す数３を記憶させる。Ｐ
＋４においではノッキング信号１６ａ（ΔＫ）を読み込
み、Ｐｌ、で弁別器１５のｉｆｌ値をリセットする信号
２．３ｂを発生して次回のノッキング発生を検出するだ
めの準備をする。

Ｐ＋６において”＋４で読み込んだノッキング信月１６
ａ（ΔＫ）の状態を調べる。Δに、　＝　０の場合Ｆｉ
”　＋　７においで、各気筒に対して設けられた補正制
Ｈ＋値更新のための計数メモリのうち先にＰ７〜Ｐ、で
識別した直前の点火気筒に対応するｆｉＨ＆メモリＣ（
ｎ）の値に１を加算し、この値をメ４−　！Ｊ　ｒ：＜
ｎ＋に再び記１．はさぜる。ＫっヒいてＰｌにおいてこ
のメモｖｃ＜ｎ）の値が１００に達したか否か、即ち当
該気筒の１００連続点火の期間に亘ってノッキング信号
１６ａ（ΔＫ）が０であったか否かを検出し、Ｃ（ｎ）
、＝　１００であればＰ、。においで当該気筒の補正制
（財）値を記憶しているメモリＢ　（ｎ）の値をまたけ
減算し、この値を記憶させる。Ｐ２Ｏにおいては計数動
作を行うメモリＣ（ｎ）の値をＯにリセットし、次の１
００点火計測動作に備える。一方、ＰＩ８において、Ｃ
（ｎ）ＰＩ００で１００連続点火に達していなければ、
補正制御値記憶用メモＩＪ　Ｂ　（ｎ）の値は減算せず
、そのま１の値を保持させ、次のＰ２３へと進む。

また、上記Ｐ＋６においてノッキング信号１６ａされて
、ノッキング強度に応じた分たけ補正値が増太す゛る。

次のＰ２１１では上記当該気筒１００点火周期計測用メ
モリＣ（ｎ）の値をリセットし、１００点火計測動作に
備える。

従って、ノッキングの状態一応じて増減する補正制御値
記憶用メモＩＪＢ（ｎ）の値は、当該気筒の１点火毎に
検出される信号１６ａが有る場合にはノッキング強度に
応じた分だけその値が増加方向に更新され、一方信号１
６ａが無い場合には当該気筒１００点火毎にまたけ減少
方向にその値が更新される変化を呈し、その変化範囲は
零をまたいで正、負いずれの値をもとり得るように設定
される。

□なお、この減少方向のゲインを決定する１００点火の
計数は、一実施例であり、これに限ることはないことは
もちろんである。

このようにして前の点火によるノッキング信号１６ａで
ノッキング発生気筒の補正制向１値が更新されると、次
にＰ２３では、次に点火すべき気筒を決定するために、
点火順を記憶しているレジスタｎの値に１を加算する。

即ち、例えば前回の点火が第１気筒であればレジスタｎ
の値は１であり、これに１を加算するとレジスタｎの値
は２になり、これに対応する点火順の気筒は第３気筒と
なる。

Ｐ２４においてはこのレジスタｎの値が５つになったか
否かを確かめ、ｎ　＝　５の場合、前回の点火気筒は第
２気筒であり、次は点火順からいって第１気筒に相当す
るためＰＩ１１においてレジスタｎの値を第２気筒の点
火順１とする。

このような処理で次の点火気筒が決定されると、Ｐ６に
おいて読み出された記憶値（基準制御値）をつぎに決定
された気筒の補正制（財）値で補正する。

ＰＩにおいて最終的な制御値（進角制御値）を決定すべ
く、レジスタＡの値から次の点火気筒の補正制耐値を記
憶しているメモＩＪ　Ｂ　（ｎ）の値を減算し、この演
算結果をＰ２．で出力レジスタに記憶する。

この演算結果は現在制御すべき点火位置を角度相当の値
によって示すデータであるため、Ｐ２８において、この
データを角度検出器１０又は１１の出力反転時刻からの
遅れ時間データに変換する。

どの角度対時間変換の演算は上記Ｐ２における周期情報
に基づいて容易に可能である。

とのＰ２Ｂにおいて時間、に変換された進角制御値にｔ
タイミング変換器１８のラッチにセットされる・タイミ
ング変換器１８のカウンタは、ＣＰＵ２１の演算処理開
始時、則ち角度検出器】０．１１の出力状態反転時から
カウントを開始しており、このカウント値がＰ２１１で
セットされたラッチの値に一致した時点でタイミング変
換器１８は点火信号を発生し点火回路１７の点火コイル
の通電を遮断し機関に点火する。

同、上記実施例では気筒の識別を２つの角度検出器の出
力情報から行なっているが、これに限ることはなく、例
えば基準の点火気筒を識別する検出器を設け、順次点火
を計数することによって気筒の識別をしてもよい。

このようにこの発明は、機関の点火時期を予め、運転状
態に対応してプログラムされたメモリデータに基づいて
基準の点火時期を決定し、この基準点火時期を各点火気
筒毎にノック検出情報に基づいて正、負に亘って値が変
化し得る補正値により進角、遅角両方向に補正し得るよ
うに割面１しているため、気筒毎にノック限界の点火時
期に差異があっても全ての気筒がそれぞれのノック限界
の点火時期で点火制隣され、また、基準点火時期の設定
がノック限界に対して遅れ側設定になる運・転モードに
おいても、各気筒は基準点火時期に対して実際の制菌点
火時期を進み側に制御ｆ！１１シながら、ノ。

ッキング信号により個別にフィードバック制御すること
ができ、従って、全ての運転状態に亘って各気筒の点火
時期はノッキング信号を検出しながらノック限界の最適
点火時期に制御できることにガリ、極めて高精度な進角
側副が可能になると共に、基準の点火時期の設定もノッ
ク限界に対して進み側に設定する必要は々い。例えば、
各気筒のノック限界の中心値を目標に基準点火時期を設
定してもノック検出によるフィードバック制陣を全ての
運転状態に亘って可能とし得ることから、基準点火時期
設定の進みすきによる制御開始付近の大きなノッキング
の発生をも防止できるものである。

４、図面の簡単な説明 第１図は本発明装置の概要構成を示すブロック図、第２
図は本発明装置の一実施例を示すブロック図、第３図は
第２図に示す角度検出器１０及び１１の出力の波形図、
第４図は第２図に示すＣＰＵの動作のフローチャートで
ある。

１・・・負荷検出手段、２・・・回転数検出手段、３・
・・基準制画値発生手段、４・・・気筒識別手段、５・
・・ノック検出手段、６・・・補正値演算手段、７・・
・割出１量演算手段、８・・・タイミング変換手段、９
・・・点火手段。

代理人　大岩増雄

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 機関のノッキング乞検出するノック検出手段と。 機関の運転状態を検出する運転状態センサと、上記機関
   の各運転状態に対して基準点火時期特性を与える基準制
   御値を発生する手段と、上記機関の点火気筒ン識別する
   気筒識別手段と、この気筒識別手段により識別された気
   筒の点火時期補正値を上記ノック検出手段の出力に応じ
   て増大方向あるいは減少方向へ更新変更する手段と、上
   記基準制御値と上記各気筒に対する点火時期補正値とに
   よって演算された制御値により各気筒毎に点火時期を決
   定する手段とを備え、上記各気筒の点火時期補正値を零
   をまたいで正又は負いずれの値をとり得るようにしたこ
   とを特徴とする機関点火時期制御装置。