JPS6045754B2 - 内燃機関用点火時期制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機内の気筒内圧力によつて気筒内外に生じ
る振動もしくは音等によつてノッキングを検出してノッ
キング信号が生じた時遅角させる機能をもつ内燃機関用
点火時期制御装置に関するものである。

内燃機関の点火時期は機関が最適に運転される様に機関
の状態より決定する必要がある。

従来点火時期制御装置としては、遠心式進角機構により
機関速度及び真空式進角機構により吸気負圧を検出し、
機関の状態を代表させて点火時期を決定するのが一般的
である。ところで、一般に機関の効率、燃費を考えると
最大トルク時の最小進角値いわゆるＭＢＴ（Ｍｊｎｉｍ
ｕｍａｄｖａｎｃｅｆＯｒＢｅｓｔＴＯｒｑｕｅ）付近
で点火するのが最良と知られており、機関の状態によ！
０ＭＢＴに点火時期を変える必要がある。

ところが、ある機関状態においては点火時期を進めてい
くとノッキングが生じ、安定な機関運転を行なうことが
できない。一般にＭＢＴとノッキングの発生点火時期の
関係は低速回転、低負荷時においてはＭＢＴにより以前
にノッキング限界がきている。又、ノッキング限界は温
度、湿度等の大気条件にも影響を受けやすく、現用の点
火時期制御装置は回転速度、吸気負圧のパラメータによ
り、全運転領域においてノッキングが生じない様に■■
より相当遅れ側にプログラムされてい．る。従つて、出
力、燃費が機関の性能以下に押えられている。ところで
、点火時期と気筒内圧とは強い相関関係があることは一
般に知られているところであるが、混合気を爆発させた
場合のシリンダ内圧はノ．一ツキングが生じていない時
は高調波（通常５ＫＨｚ〜１０ＫＨｚの周波数成分）が
のらないが、ノッキングが生じるとこの高調波の圧力変
動が生じる。

その影響が気筒外へ振動、あるいは音となつて発生する
。その振動あるいは音を検知して点火時く期を制御する
いわゆるノッキングフィードバック点火システムは種々
検討されている。従来のこれらのシステムは、各気筒の
爆発行程毎にノッキングの有無を検知し、その信号を基
にして例えばノッキングが生じたならば一定角度遅角し
、ノッキングでないと判定すると一定角度進角するとい
つた一回一回の燃焼現象を基に制御を行なつている。

ところが、この様なシステムでフィードバックを行なう
と、多気筒機関の場合、各気筒間の燃料分配、混合気分
配などの吸入系のバラツキや燃焼室個々の状態（デポジ
ット、圧縮比など）が異なるため、気筒間の燃焼変動が
多く、そのために点フ火時期のハンチング幅が大きくな
り、そのためにサージやもたつきが生じるといつた大き
な欠点があつた。

また、従来、これらの問題点を解決すべく、特開昭５１
−１３６０４３号公報に示されるごとく、設定レ７ベル
以上のノッキング音の数を一定時間だけ計数し、ノッキ
ング音の発生割合を知り点火時期を制御する装置が提案
されている。

しかしながら、この装置はノッキングの計数時間が常に
一定であるため、機関の急加速時等におノいて検出され
る燃焼サイクル数が急激に増加する。

その結果、点火時期の進遅角制御にノッキング状態を反
映させるまて燃焼サイクル数が多くなつてしまうので、
ノッキング制御の応答性が低くなることは避けられない
。さらに、従来、特開昭５２−８４３３０号公報に示さ
れるごとく、燃焼サイクル数とノッキング発生回数とを
各々計数し、両計数値のうちいずれかの計数値が予め定
めた所定値に早く達したかにより、遅角または進角させ
る装置が提案されているが、この装置は上記のような問
題はないものの、点火時期の補正は常に遅角または進角
の２つに限られ、点火時期を変化させずに保持すべき状
態は判別されず、きめ細かなノッキングの制御は困難で
ある。

本発明は上記の点に鑑み、第１番目の発明においては、
燃焼サイクルで所定回数のサンプリングを行い、そのう
ちノッキングの生じた割合を積極的に求め、この割合が
第１の割合以上か、第１の割合と第２の割合との間か、
第２の割合以下かを判別し、この判別結果に応じて遅角
、保持、進角を選択して点火時期を補正することで、例
えば高負荷運転時等の条件て生じやすい微妙な出力変動
を抑え、常に軽いノック状態（トレースノック）を維持
できるようにすると共に、燃料の変化、内燃機関の製作
のバラツキ、経時変化などにかかわらず、最適な点火時
期を与え、かつ機関の回転数にかかわらず常に迅速な点
火時期制御を可能にすることを目的とするものである。

さらに、第２番目の発明においては、上記第１番目の発
明において、機関運転状態に応じてサンプリング回数を
変化させることにより、ノッキングが生じやすく、かつ
ノッキングによる不具合の生じやすい例えば、加速時等
の運転状態におけるサンプリング回数を少なくし、短時
間で点火時期フィードバックを行ない、一般的運転状態
のときにはサンプリング回数を多くしてハンチングやサ
ージ等の不具合を解消することを目的とするものである
。以下本発明を図に示す実施例について説明する。

第１図は本発明の第１実施例のブロック図を示すもので
あり、１はクランク軸の基準角度信号Ｔ（４気筒４サイ
クル内燃機関では１回転２個等間隔）を出力する基準角
度検出器２はクランク角の例えば１力ＣＡ毎の位置を検
出する角度クロックー検出器、３は内燃機関の吸気マニ
ホルドの圧力を検出する吸気圧検出器である。４は機関
のノッキング現象に対応した機関本体の振動又は音波を
圧電素子式（ピエゾ素子）、発電式（マグネット、コイ
ル）等によつて検出するノッキング検出器である。

５は前記基準角度検出器１、前記角度クロック検出器２
、前記吸気圧検出器３、および前記ノッキング検出器４
に接続され、機関の状態に応じて点火時期を決定する点
火進角演算回路である。

６は前記点火進角演算回路５の出力信号を電流増幅して
イグニッションコイルに通電、遮断を行わしめるイグナ
イタである。

又、前記点火進角演算回路５の構成は、前記基準角度検
出器２の信号により機関の回転速度を検出する回転数検
出回路５−１、前記吸気圧検出器３の信号より機関の吸
気圧を検出する吸気圧検出回路５−２、前記回転数検出
回路５−１の回転数信号Ｎと前記吸気圧検出回路５−２
の吸気圧信号Ｐとを入力とし、基準位置からの遅れ角度
を進角値としてプログラムする読出専用記憶装置（以下
ＲＯＭという）で構成されたベース進角演算回路５−３
、前記ノッキング検出器４の出力をノッキング周波数成
分のみ選別して取り出すためのバンドパス、ハイ−バス
等のフィルター５−８、前記フィルター５−８を通過し
た前記ノッキング検出器４の出力からノッキングの有無
を検出するノッキング検出回路５−９、前記ノッキング
検出回路５−９よりのノッキング有無の信号より進角の
補正値を演算する補正進角演算回路５−１０、前記ノッ
キング検出回路５−９、前記補正進角演算回路５−１０
へ各種タイミング信号を出力するタイミング回路５−７
、前記ベース進角演算回路５一３のプログラム値と、前
記補正進角演算回路５−１０からの補正値とを加算する
加算器５−４、Ａｒｌ！４入力を持つカウンタ５−５及
び５−６、イグニッションコイルの通電角度Ｄを決定す
る定数設定回路５−１３、フリップフロップ用ＮＯＲ回
路５−１１及び５−１２で構成される。

次に、本装置のタイミング回路５−７、フィルター５−
８、ノッキング検出回路５−９、補正進角演算回路５−
１０を除く作動を第２図のタイムチャートを用いて説明
する。

基準角度検出器１は各気筒の上死点にて第２図ａに示す
基準信号Ｔ（クランク軸１回転に２個）を発生する。角
度クロック検出器２は第２図ｂに示すクランク軸１ク毎
の角度信号ＣＬＯを発生する。ベース進角演算回路５−
３には、回転数検出回路５−１の回転数信号Ｎと吸気圧
検出回路５−２の吸気圧信号Ｐとによつて、進角値を基
準位置からの遅れ角度としてＲＯＭに記憶させてある。
これは第３図に示す如く機関速度Ｎと吸気圧Ｐとて各々
分割した基準進角値θに対して、基準位置（この場合１
８０準）と補正進角演算回路５−１０からの補正進角の
基準量０ｋ０（この場合θＫＯ＝１０゜として計算する
）とドウエル角Ｄ（たとば１０８１と）を考慮してＡ＝
１８０−θ一θＫＯ−Ｄ＝６２−θとして示される第４
図図示の値が遅れ角度ＡとしてＲＯＭに記憶されている
ものであり、例えば吸気圧が７６０〜７０―）Ｈｇにお
いて回転速度Ｎが１２００〜１４００ｒ′ＰｍではＯ＝
８ｇＢＴ００であるのでＡ＝５４０、１４００〜１６０
０ｒｐｍでは０＝９０ＢＴＤ０であるのでＡ＝５３４、
１６００〜１８００ｒｐｍではθ＝１００ＢＴＤＣてあ
るのでＡ＝５７・、又吸気圧Ｐが５８０〜５２０Ｔｒ＄
ＬＨｇにおいては回転フ速度Ｎが１２００〜１４００ｒ
′Ｐｍではθ＝１０はＢＴ００であるのでＡ＝５７、１
４００〜１６００ｒｐｍでは０＝１１ＢＢＴＤＣである
のでＡ＝５１０・・・・・というようにプログラムされ
ている。また、このプログラム値の分割は細かければ細
い程精度的に良好になるがＲＯＭの容量は大きくなる。
その様な場合はプログラム点どおしを直線で結び補間線
を用いればＲＯＭの容量を減らすことができる。例えば
上の例ではＰが７６０〜７００Ｔｆ０ｆＬＨｇの範囲で
はＮ＝１２００ｒｐｍでＡ＝５４０Ｎ＝１８００ｒ′Ｐ
ｍでＡ＝５０囲とおき、Ａ＝？×ΔＮ＋５４という演算
を行なう構成に１８００−１２００ すれはよい。

（ただし、ΔＮは検出回転数Ｎｘ−１２００てある。）
そして、ベース進角演算回路５一３からの遅れ角度Ａと
補正進角演算回路５−１０からの補正角度θ３とを加算
器５−４で加算した結果（Ａ＋θ，）をカウンタ５−５
のＪＡＭ入力に入れる。カウンタ５−５では基準角度信
号Ｔでリセットされ、第２図Ｃで示される如く角度信号
ＣＩＯをカウントして、（Ａ＋０，）カウントすると第
２図ｅに示すごとく出力が゜゜１゛レベルになり、フリ
ップフロップを構成するＮＯＲ回路５一１１をたたくと
共にもう一方のカウンタ５−６をリセットする。カウン
タ５−６はカウンタ５−５の出力によつてリセットされ
た後、第２図ｄに示すごとく定数設定回路５−１３に設
定された数、Ｄだけカウントし、その数になると第２図
ｆに示すごとく出力は“１゛レベルとなり、フリプフロ
ツプのＮＯＲ回路５−１２をたたく、ＮＯＲ回路５一１
１の出力は第２図ｇとなり、この出力がイグナイタ６に
結合され、このときカウンタ５−６の出力が“１゛にな
る時が点火時期となり、カウンタ５−５の出力が゛゜１
゛になる時が通電開始時期となり、ドウエル角度が設定
値ＤＯとなる。次に、タイミング回路５−７、フィルタ
ー５一８、ノッキング検出回路５−９を用いたノッキン
グ検出について説明する。第５図において、タイミング
回路５−７はイグナイタ６に接続するＮＯＲ回路５−１
１の出力信号を入力として、単安定回路５−７−１，５
−７−２より構成され、単安定回路５−７−１は点火放
電の時第７図ａに示すごとく立ち上り、τ１の時間幅の
パルス信号を作るものてあり、単安定回路５−７−２は
第７図ｂに示すごとく単安定回路５−７−１のτ１の立
ち下り時に立ち上り、τ２の時間幅をもつパルス信号を
作るものである。そして、この各単安定回路５−７−１
，５−７−２の出力はノッキング検出回路５−９に結合
される。ノッキング検出回路５−９は前記タイミング信
号の外にノッキング検出器４よりのフィルタ５−８を通
した設定帯域幅（本実施例では５〜１０ＫＨｚ）の振動
波形が入力される。第５図に示されるノッキング検出回
路５−９の構成は、全波整流回路５−９上積分回路５−
９−２、増幅器５−９−３、アナログスイッチ５−９−
４、抵抗、コンデンサより成るホールド回路５−９−５
、入力抵抗５−９−６，５−９−７、比較回路５−９−
８、ＮＯＲ回路５−９−９、５−９−１０、ＡＮＤ回路
５−９−１１で構成される。振動入力は全波整流回路５
−９−１で全波整流され、コンデンサ、抵抗が並列に結
合された積分回路５−９−２で平滑され、振動入力の平
均値が出力され増幅器５−９−３と抵抗５一９−７に結
合される。そして、増幅器５−９ーー３でＫ倍に増幅さ
れた後、τ１時間で０Ｎになるアナログスイッチ５−９
−４を通して、ホールド回路５−９−５に入り、毎回点
火直後のτ１時間の平均振動入力がホールド回路５−９
−５の出力となる。その出力は抵抗５−９−６を通して
比較ｊ回路５−９−８に一方の入力として入り、もう一
方の入力は抵抗５−９−７を通して積分回路５−９−２
よりの直接の出力が結合される。ここで、τ１で覚えこ
まれた振動入力はノイズ信号を含むベース振動の平均値
になり、その値のＫ倍された値と直接の信号の大小が比
較される。ここで、点火直後、火炎核ができるまでの間
はノッキング現象が生じないので、この火炎核ができる
まで（通常点火後１７ＴＬｓｅｃ以内）の時間幅γ１を
決定すればベースの振動がとらえられ、その後燃焼が進
みノッキングが生じると振動が大になり、ベース振動の
大きさと比較してノッキングであるかどうかを決定する
。一般にベース振動は機関回転速度が大になると大きく
なり、吸気圧によつても違つてくるので、この方式を用
いることにより機関状態の広範囲での検出が可能となる
。そして、ノッキングが生じた時は、積分回路５−９−
２の出力がベース振動のＫ倍されたものより大となつて
比較回路５−９−８の出力は′６Ｆ゛レベルになり、Ｎ
ＯＲ回路５−９−９，５−９−１０で構成されるフリッ
プフロップの一方に入り、ＮＯＲ回路５一９−１０の出
力は反転させて“６ｒ゛レベルになる。そして、その出
力はＡＮＤ回路５−９−１１に入り、τ１時間のパルス
とゲートされ出力にτ１時間のパルスが発生する。次に
第６図において、補正進角演算回路５−１０を説明する
。

補正進角演算回路５−１０の構成は、前記タイミング回
路５−７のτ１のパルスをカウントし、設定数ｍ＋１回
だけカウントすると出力が“゜１゛レベルになるｍ＋１
進リング計数回路５−１０−１、この計数回路５−１０
−１の出力と前記タイミング回路５−７のτ１パルスと
を入力とし、浸遅判別回路５−１０−９へのタイミング
信号、計数回路５−１０−１及びカウンタ５−１０−４
へリセット信号を出す第２タイミング回路５−１０−２
、前記ノッキング検出回路５一９の出力を前記計数回５
−１０−１の出力が゛０゛の時のみ通過させるゲート５
−１０−３、このゲート５−１０−３を通過したノッキ
ング信号をカウントし、カウントした数（ｎ）を出力す
るカウンタ５−１０一牡前記カウンタ５−１０一４の出
力ｎと定数設定回路５−１０−６の設定数（ａ）とを比
較し、ｎ＞．ａのとき゜゜１゛レベル、ｎくａのとき“
Ｏ゛レベルの出力を出す比較器５−１０−５、前記カウ
ンタ５−１０−４の出力ｎと定数設定回路５−１０−８
の設定数（ｂ）とを比較しｎ′＞．ｂのとき“１゛レベ
ル、ｎ＜ｂのとき゜゛０゛レベルの出力を出す比較器５
−１０−７（但しａ〉ｂとする）、前記第２タイミング
回路５−１０一２のタイミング信号と前記比較器５−１
０−５の出力信号、前記比較器５−１０−７の出力信号
を入力とし、アップダウン信号（Ｕ／Ｄ）とクロック信
号（ＣＬ）を出力する進遅判別回路５−１０−９、前記
進遅判別回路５−１０−９のアップダウン信号（４）／
Ｄ）、クロック信号（ＣＬ）、定数設定回路５−１０−
１１の設定数（ｃ）とを入力とし、設定数ｅから順次ロ
ック信号（ＣＬ）をアップカウント又はダウンカウント
し、現在のカウント数を出力するＵ／Ｄカウンタ５−１
０−１０とから構成される。次に、第７図のタイムチャ
ートを用いてその作動を説明する。

計数回路５−１０−１にて一定のサンプリングｍ回数が
定められる。この回路ｍは数十〜数万回あるいはそれ以
上でもよく、説明上仮に１０００回に設定すると、計数
回路５−１０−１の設定数を゜゜１００ｒ゛として、第
７図ａで示すτ１のパルスを計数し、１００１回目の立
上り計数回路５一１０−１の出力は第７図ｃに示すごと
く゜゜１゛レベルに立上る。その時、ゲート５−１０−
３は閉ざされ、ノッキング信号は１００旧のサンプリン
グ中のノッキング数（ｎ）だけカウンタ５−１０−４に
カウントされている。このｎがｎ〉ａ≧ｂのとき両比較
器５−１０−５，５−１０−７は各々゛゜１゛レベルの
出力を出し、進遅判別回路５−１０−９は４′ｒ゛レベ
ルのアップ信号と、１００１回目のτ２パルスに同期し
た第２タイミング回路５−１０−２の第７図ｅで示すタ
イミング信号を第７図１で示すごとくクロック信号（Ｃ
Ｌ）として出力する。Ｕ／Ｄカウンタ５−１０−１０は
前記アップ信号とクロック信号を受けカウントを１け増
加させ、カウント数を補正角０ｋとして前記加算器５−
４に出力する。このためカウンタ５一５のＪＡＭ入力は
１だけ増加し１カウントだけ遅くカウントアウトし１け
ＣＡ遅角される。ノッキング数ｎがａ＞ｎ〉ｂのとぎ比
較器５−１０−５は“゜０゛レベルの出力、比較器５−
１０−７は゜゜１゛レベルの出力を出す。このとき進遅
判別回路５−１０−９は“０゛レベルのダウン信号を出
力し、クロック信号は“゜０゛レベルのままパルスを出
さない。このためＵ／Ｄカウン他夕５−１０−１０はカ
ウント数を変えず以前のままのカウント数を加算器５−
４に出力するため進角は変わらない。ノッキング数ｎが
ａ〉ｂ〉ｎのときは両比較器５−１０−５，５−１０−
７は各々第７図Ｆ，ｇで示すごとく゜゜０゛レベルの出
力を出す。このとき進遅判別回路５−１０−９は第７図
ｈで示す“０゛レベルのダウン信号と第７図１と同じク
ロック信号とを出力する。このためＵ／Ｄカウｊンタ５
−１０−１０はカウントを１だけ減少させる。このため
カウンタ５−５のＪＡＭ入力は１だけ減少し、１カウン
トだけ早くカウントアウトし１減ＣＡ進角される。第２
のタイミング回路５−１０−２のリセット信号は第７図
ｄで示すごとく１１００１回目のτ２パルスの立下りで
立上る短かいパルスで、計数回路５−０−１、カウンタ
５−１０−４をリセットし再び１０００回のサンプリン
グを開始させる。また、始めの１０００回のサンプル結
果がｎ〉ａ〉７ｂとなり１１遅角し、さらに次の１００
０回の結果もｎ″＞．ａ〉ｂとなれば、Ｕ／Ｄカウンタ
５−１０一１０のカウント数は始めの時より２カウント
増加して２カＣＡ遅角されたことになる。

このように適宜Ｕ／Ｄカウンタ５−１−１０内のカウン
ト数が増減し、設定ノッキング数ａ＞ｎ＞．ｂの範囲に
なるように進角量が調整される。ここで設定数Ａ，．ｂ
としてはサンプリング回数の数％程度が望ましく、サン
プリング１０００回で例えばａ＝５０、ｂ＝２０とする
と、平均２〜５％の範囲でノッキングが生じるトレース
ノック状態を常にフィードバックコントロールすること
ができる。

第８図は本発明の第２実施例のブロック図を示すもので
あり、第１図図示の第１実施例に対し、回転数検出回路
５−１の回転数信号Ｎと吸気圧検出回路５−２の吸気圧
信号Ｐを入力とする機関状態判別回路５−１４によつて
、加速時や高速時などのノッキングが生じやすく、かつ
ノッキングによる不具合の生じやすい機関運転状態（内
燃機関によつて駆動される車両の走行状態でもよい）を
判別し、補正進角演算回路５−１０におけるノッキング
割合を検出する燃焼サイクルの回数を変化させるように
したものである。

この第２実施例における補正進角演算回路５−１０の詳
細回路を第９図に示す。この第９図において、補正進角
演算回路５−１０の構成は、前記タイミング回路５一７
のτ１のパルスをカウントし、設定数（ｍ＋１）以上カ
ウントすると出力が゜゛１゛レベルになる計数回路５−
１０−１、前記タイミング回路５一７のγ２パルスと前
記機関状態判別回路５−１４の機関状態信号と前記計数
回路５−１０−１の出力とを入力とし、進遅判別回路５
−１０−９へタイミング信号、前記計数回路５−１０−
１及び除算回路５−１０−１２への設定数ｍの信号、前
．記計数回路５−１０−１及びカウンタ５−１０一４へ
のリセット信号を出す第２タイミング回路５一１０−２
、前記ノッキング検出回路５−９の出力を前記計数回路
５−１０−１の出力が゜“０゛の時のみ通過させるゲー
ト５−１０−３、前記ゲー，卜５−１０−３を通過した
ノッキング信号をカウントし、カウントした数（ｎ）を
出力するカウンタ５−１０一牡前記第タイミング回路の
設定数ｍと前記カウンタ５−１０−４の出力ｎとを入力
とし、ｎ／ｍを計算して出力する除算回路５−１０−１
２、前記除算回路５−１０−１２の出力ｎ／ｍと定数設
定回路５−１０−６の設定数ａとを比較し、ｎ／ｍ≧ａ
のとき゜“１゛レベル、ｎ／ｍ＜ａのとき、゜“０゛レ
ベルの出力を出す比較器５−１０−５、前記除算回路５
−１０−１２の出力ｎ／ｍと定数設定回路５−１０−８
の設定数ｂとを比較し、ｎ／ｍ＞ｂのとき“１゛レベル
、ｎ／ｍ＜ｂのとき゜゜０゛レベルの出力を出す比較器
５−１０−７（但しａ′＞．ｂとする）、前記第２タイ
ミング回路５−１０−２のタイミング信号と前記比較器
５−１０−５の出力信号と前記比較器５−１０−７の出
力信号とを入力とし、アップダウン信号（Ｕ／Ｄ）とク
ロック信号（ＣＬ）とを）出力する進遅判別回路５−１
０−９、前記進遅判別回路５−１０−９のアップダウン
信号（Ｕ／Ｄ）、クロック信号（ＣＬ）、定数設定回路
５−１０−１１の設定数（Ｃ）とを入力とし、設定数（
Ｃ）から順次クロック信号（ＣＬ）をアップカウント又
は；ダウンカウントし、現在のカウント数を出力するＵ
／Ｄカウンタ５−１０−１０で構成される。次にその動
作について説明する。機関状態判別回路５−１牡ノッキ
ングが生じやすく、かつノッキングが長時間連続して生
じた時重大な故障を起こしやすい加速時や高速高負荷時
には“゜１゛レベルの機関状態信号Ｅｃを出しそれ以外
の時には゜゜０゛レベルの機関状態信号Ｅｃを出す。第
２タイミング回路５−１０−２は第７図ｄに示すリセッ
ト信号に同期して前記機関状態判別回路５−１４の機関
状態信号Ｅｃを受け、前記計数回路５−１０−１に出す
設定数ｍをＥｃが“１゛レベルの時、即ち加速時や高速
高負荷時にはｍ＝Ｍｌ．Ｅｃが゛゜０゛レベルの時、即
ち加速時や高速高負荷時以外の時にはｍ＝Ｍ２を出力す
る。そして、前記第２タイミング回路５−１０−２で一
定サンプリング回数ｍ（ｍ１、Ｍ２）が定められる。こ
の回数ｍは数十〜数万回、あるいはそれ以上でもよく、
説明上仮に１０００回を設定すると、計数回路５−１０
−１の設定数を゜゜１００ｒ゛として、τ１のパルスを
計数し１００１回目の立上りに計数回路５−１０−１の
出力は“１゛に立上る。その時ゲート５−１０−３は閉
ざされ、ノッキング信号は１０００回のサンプリング中
のノッキング数（ｎ）だけカウンタ５−１０−４にカウ
ントされている。除算回路５−１０−１２は設定数ｍと
ノッキング数ｎとからノッキング割合ｎ／ｍを計算して
出力する。このｎ／ｍがｎ／ｍ〉ａ′＞．ｂのとき、両
比較器５−１０一５，５−１０−７は各々“１゛レベル
の出力を出し、進遅判別回路５−１０−９は“１゛レベ
ルのアップ信号と、１００１回目のγ２パルスに同期し
た第２タイミング回路５−１０−２のタイミング信号を
クロック信号（ＣＬ）として出力する。Ｕ／Ｄカウンタ
５−１０−１０は前記アップ信号とクロック信号とを受
け、カウントを１だけ増加させ、カウント数を補正角θ
ｋとして前記加算器５一４に出力する。このためカウン
タ５−５のＪＡＭ入力は１だけ増加し１カウントだけ遅
くカウントカウトし１けＣＡ遅角される。ノッキング割
合ｎ／ｍがａ＞ｎ／ｍ＞ｂのとき比較器５−１０−５は
６゜０゛レベルの出力、比較器５−１０−７は“１゛レ
ベルの出力を出す。この時進遅判別回路５−１０−９は
４′０出レベルのダウン信号を出力し、クロック信号は
６′０′１レベルのままパルスを出さない。このために
Ｕ／Ｄカウンタ５−１０−１１はカウント数を変えずに
以前のままのカウント数を加算器５−４に出力するため
進角は変わらない。ノッキング割合ｎ／ｍがａ〉ｂ＞ｎ
／ｍのときは両比較器５−１０−５，５−１０−７は各
々゜“０゛レベルの出力を出す。このとき進遅判別回路
５−１０−９は６“０゛レベルのダウン信号と同じクロ
ック信号（ＣＬ）を出力する。このためＵ／Ｄカウンタ
５−１０−１０はカウントを１だけ減少させ、カウンタ
５−５のＪＡＭ入力は１だけ減少し、１カウントだけ早
くカウントアウトし１℃Ａ進角させる。第２タイミング
回路５−１０−２のリセット信号は１００１回目のτ２
パルスの立下りで立上る短かいパルスで、計数回路５−
１０−１、カウンタ５−１０−４をリセットし、再び１
０００回のサンプリングを開始させる。始めの１０００
回のサンプルが結果がｎ／ｍ＞．ａ〉ｂとなり１０ＣＡ
遅角し、さらに次の１０００回の結果もｎ／ｍ≧ａ≧ｂ
となれは、Ｕ／Ｄカウンタ５−１０−１０のカウント数
は始めの時より２カウント増加し２６ＣＡ遅角されたこ
とになる。このように適宜Ｕ／Ｄカウンタ５−１０−１
０内のカウント数が増減し、設定ノッキング割合ａ＞ｎ
／ｍ＞．ｂの範囲になるよう進角量が調整される。ここ
で設定数Ａ，ｂとしては数％のノッキング割合が望まし
く、例えばａ＝０．０５．ｂ＝０．０２とすると平均２
〜５％の範囲でノッキングが生じるトレースノック状態
を常にフィードバックコントロールすることができる。
また、第２タイミング回路５−１０−２から出されるサ
ンプリング設定数ｍは加速時や高速高負荷時には比較的
小さく、それ以外の時は大きく設定（ｍ１くＭ２）する
ことにつて、ノッキングの影響の著しい加速時や高速負
荷時には早い周期でフィードバックを行なうことができ
、機関をヘビーノッキングから守ることが出来る。

例えばｍ１＝５へＭ２＝１０００と設定すれば回転数３
０００ＲＰＭのとき各々０．聞２毎、ｗ秒毎に点火時期
が補正され特に加速時や高速高負荷時には速やかな応答
によつてノッキング割合が多くなることを防止できる。
ｍ１＝５０の時の作動は、先に述べたｍ＝１０００の時
と同様である。また、機関状態が変化して設定数ｍをｍ
１→匹又はｒへ→ｍ１に変更する場合、第２タイミング
回路５−１０−２は第７図ｄに示すリセット信号と同期
して次のサンプル設定数ｍ１又はｒへを出力するように
すれば、サンプリング途中に機関状態が変化しても不具
合は生じない。なお、上述した第２実施例においては、
機関状態の判別について、加速時及び高速高負荷時とそ
れ以外の二段階にて判別したが、より細かく三段階以上
の分割にし各々サンプリング設定数ｍを決めるようにし
てもよく、また、より簡易的手段として、加速時及び高
速高負荷時かそれ以外かを判別するのに、吸気マニホル
ドの吸気負圧で判別し、その値が低い時には加速又は高
負荷時、吸気負圧が高い時にはそれ以外とし、ダイヤフ
ラムなどを用いた負圧スイッチで検出してもよい。なお
、上述した各実施例においては、ノッキング検出器４と
して内燃機関の振動として説明したｌが、マイクロフォ
ンによるノッキング音を検出しても可能である。また、
振動センサとしては加速度型、速度型位置変位型などの
種々のものが考えられる。以上述べたように第１番目の
発明においては、７燃焼サイクルで所定回数中のノッキ
ング発生割合を求め、この割合が所定の第１の割合以上
か、第１の割合と第２の割合との間か、第２の割合以下
かを判別し、この判別結果に応じて遅角、保持、進角を
選択して点火時期を制御するようにしていフるので、例
えば高負荷運転時等の運転状態で生じやすい微妙な出力
変動を抑え、ノッキング割合が数％以下のトレースノッ
ク状態に制御でき、出力、燃費の向上を計ることができ
、また経時変化、燃料の組成など使用条件の変化や機関
製作のバラツキなどを吸収でき、さらに機関の回転数の
高低にかかわらず、常に迅速な点火時期制御ができると
いう優れた効果がある。

さらに、第２番目の発明においては、第１番目の発明に
おいて、機関運転状態に応じてサンプリング回数を変化
させるから、ノッキングが生じやすく、かつノッキング
による不具合の生じやすい例えば加速時等の機関運転状
態におけるサンプリング回数を少なくし、短時間で点火
時期フィードバックを行うことによつて応答性を上げ、
一般的機関運転状態のときにはサンプリング回数を多く
してハンチングやサージ等の不具合を解消することがで
きるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の第１番目の発明に対応する第１実
施例を示すブロック図、第２図は第１図図示装置の作動
説明に供する各部波形図、第３図および第４図は第１図
図示装置におけるプログラム特性図、第５図および第６
図は第１図図示装置における要部詳細電気回路図、第７
図は第５図および第６図図示回路の作動説明に供する各
部波形図、第８図は本発明装置の第２番目の発明に対応
する第２実施例を示すブロック図、第９図は第８図図示
装置における要部詳細電気回路図である。 ４・・・・・・ノッキング検出器、５−９・・・・・・
ノッキング検出回路、５−１０・・・・・・補正進角演
算回路、５−１４・・・・・・機関状態判別回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内燃機関のノッキング現象に対応した振動要素を検
   出するノッキング検出器と、このノッキング検出器より
   の出力信号に応じて内燃機関のノッキング状態を検出す
   るノッキング検出手段と、このノッキング検出手段より
   のノッキング有無の検出信号により点火時期の補正量を
   増減させる補正進角演算手段とを備える内燃機関用点火
   時期制御装置において、前記補正進角演算手段は、燃焼
   サイクル数を計数する計数手段と、ノッキングの発生回
   数を計数する計数手段と、前記両計数手段の計数値に応
   じて前記燃焼サイクルの所定回数でのノッキングの割合
   を検出し、予め設定された第１の割合以上のノッキング
   が検出された場合に前記点火時期の補正量を所定角度遅
   角させる方向に変化させ、予め設定された前記第１の割
   合より小さい第２の割合以下しかノッキングが検出され
   ない場合には前記点火時期の補正量を所定角度遅角させ
   る方向に変化させ、前記第１の割合と第２の割合の間の
   ノッキングが検出された場合に前記点火時期の補正量を
   前回の値のままとする進遅角制御手段とを備えることを
   特徴とする内燃機関用点火時期制御装置。 ２ 内燃機関のノッキング現象に対応した振動要素を検
   出するノッキング検出器と、このノッキング検出器より
   の出力信号に応じて内燃機関のノッキング状態を検出す
   るノッキング検出手段と、このノッキング検出手段より
   のノッキング有無の検出信号により点火時期の補正量を
   増減させる補正進角演算手段とを備える内燃機関用点火
   時期制御装置において、前記補正進角演算手段は、燃焼
   サイクル数を計数する計数手段と、ノッキングの発生回
   数を計数する計数手段と、前記両計数手段の計数値に応
   じて前記燃焼サイクルの所定回数でのノッキングの割合
   を検出し、予め設定された第１の割合以上ノッキングが
   検出された場合に前記点火時期の補正量を所定角度遅角
   させる方向に変化させ、予め設定された前記第１の割合
   より小さい第２の割合以下しかノッキングが検出されな
   い場合には前記点火時期の補正量を所定角度進角させる
   方向に変化させ、前記第１の割合と第２の割合の間のノ
   ッキングが検出された場合に前記点火時期の補正量を前
   回の値のままとする進遅角制御手段と、機関運転状態に
   応じて前記ノッキング割合を検出する燃焼サイクルの所
   定回数を変化させるための機関状態判別手段とを備える
   ことを特徴とする内燃機関用点火時期制御装置。