JPS61126373A - 内燃機関の点火時期制御装置 - 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】 〔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係り、特に、ノ
ッキング発生時にエンジンの点火時期ヲ遅角制御するに
好適な内燃機関の点火、時期制御装置に関する。

−〔従来の技術〕 自動車などの車両用エンジンにおいては、ノッキング発
生時にはニンジンの点火時期を進角制御に代えて遅角制
御することが行われている。即ち、ノッキング発生時に
直ちにエンジンの点火時期を遅角制御しないとノッキン
グが頻繁に発生しエンジンが損傷する恐れがある。この
ため、従来からノッキング発生時にはエンジンの点火時
期を遅角制御することが行われている。又、ノッキング
発生の有無を判定するに際しては、エンジンの振動を検
出するノック−センサの検出出力に基づいて行われてい
る。例えば、ノックセンサの検出出力のうちそのピーク
値と、・７５ツクグラウンド値を基にした基準値（バッ
クグラウンド値Ｘ定数）とを比較し、ピーク値が基準値
を越えたときノッキング発生と判定する方法が採用され
ている。生ころが、バックグラウンド値が機械的振動や
電気的ノイズによりその値が異状に大きくなること、が
ちり、ピーク値がノッキング発生時のピーク値となって
いても、バックグラウンド値が異状に大きくなるピーク
値が基準値以下であると判定され、ノッキング発生時に
もかかわらずノッキングが発生していないと判定される
恐れがあった。

そこで、ピーク値がある一定値以上のときにはノッキン
グ発生とみなす方法が採用された。即ち、ピーク値が基
準値以下でもピーク値がある一定値以上のときにはノッ
キング発生と判定する方法がとられた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、ピーク値がある一定値以上のときにはピ
ーク値が基準値を越えなくてもノッキング発生と判定す
る方法の場合には、ピーク値と比較するだめの一定値が
エンジンの運転条件によらず定められているため、エン
ジンの運転状態によってはノッキングの発生を確実に判
定することができずブレイグニッションに至る恐れがあ
った。

本発明は、前記従来の課題に鑑みて為されたものであり
、その目的は、ノッキングの発生を確実に検知すること
ができエンジンがグレイグニッション状態に至るのを未
然に防止することができる内燃機関の点火時期制御装置
を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

前記目的を達成するために、本発明は、エンジンの振動
を検出するノックセンサと、ノックセｙすの検出出力の
うちそのピーク値とバックグラウンド値を基にした基準
値とを比較し、ピーク値が基準値を越えたときノッキン
グ発生と判定し、エンジンの点火時期を進角制御に代え
て遅角制御し、かつピーク値が基準値以下のときでも、
エンジン回転数又はエンジン負荷に対応づけて設定され
たノッキング発生の判定基準値と前記ピーク値とを比較
し、ピーク値が判定基準値を越えたときにはノッキング
発生と判定し、ニアシンの点火時期を　　、進角制御に
代えて遅角制御する制御部と、を含む内燃機関の点火時
期制御装置を構成したものである０ 〔作　用〕 エンジンの点火時期を制御する制御部によりノックセン
サの検出出力を監視し、ノックセンサの検出出力のうち
そのピーク値とバックグラウンド値を基にした基準値と
を比較し、ピーク値が基準値を越えたときノッキング発
生と判定し、エンジンの点火時期を進角制御に代えて遅
角制御し、かつピーク値が基準値以下のときでも、エン
ジン回転数又はエンジン負荷に対応づけて設定されたノ
ッキング発生の判定基準値と前記ピーク値とを比較し、
ピーク値が判定基準値を越えたときにはノッキング発生
と判定し、エンジンの点火時期を進角制御に代えて遅角
制御する。

〔実施例〕

以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて説明する
。

第１図には、本発明の好適な実施例の構成が示されてい
る０第１図において、エンジン吸気系のエアクリーナ下
流側には吸入空気量センナとしてのエアフロメータ２が
設けられている０このエア７０メータ２はダンピングチ
ャンバ内に回動可能に設ケラれたコンベノセイクヨ／グ
レート２人と、コンペンセイショングレート２人の開度
を検出するポテンショメータ２Ｂを有し、ポテンショメ
ータ２Ｂの出力電圧によって吸入空気量を検出するよう
に構成されている。

エアフロメータ２の下流側には吸入空気の温度を検出す
る吸気温センサ４、スロットル弁６、サージタンク８が
配設されている。このサージタンク８には、インティク
マニホールド１０が連結されており、このインティクマ
ニホールド１０には燃料噴射弁１２が配設されている。

インティクマニホールド１０はエンジン本体１４・の燃
焼室１４Ａに接続され、エンジンの燃焼室１４Ａはエキ
ゾーストマニホールド１６に連結されている。又、吸気
系にはスロットル弁乙の開度を検出するスロットルセン
サ１８が配設されており、エンジン本体１４には、点火
プラグ２０、マイクロホンなどで構成され燃焼によるエ
ンジンの振動を検出するノックセンサ２２、エンジン冷
却水を検出する冷却水温センサ２４が配設されている。

点火プラグ２０は、各気筒の点火プラグ（点火信号を供
給するディストリビュータ２６に接続されており、ディ
ストリビュータ２６にはイグナイタ２８が接続されてい
る。このディストリビュータ２６には、ディストリビュ
ータハウジングに固定されたピックアップとディストリ
ビュータシャフトに固定されたシグナルロータとで構成
された気筒判別センサ３０、回転角センサ３２が内蔵さ
れている。気筒判別センサ５０は、例えばクランク角７
２０°毎に気筒判別信号を出力し、回転角セン＋ｊ５２
は例えば、クランク角５０°毎にクランク角基準位置信
号を出力するように構成されている。

そして、エアフロメータ２、吸気温センサ４、スロット
ル雪ンサ１８、冷却水温上ンサ２４、ノックセンサ２２
、回転角センサ５２、気筒判別センサ５０などエンジン
の各種運転状態を検出するセンサの検出出力が制御部５
４に供給されている。

制御部５４は、第２図に示されるように、ＲＡＭ５６、
ＲＯＭ５８、ｃｐσ４０、クロック４１、入出力／−）
４２．４４、出力ポート４６．４８などを有し、各部が
データバス、コントロールノくスなどのパスライン５０
で接続されている。

入出力／　−ト４２には、バッファ回路を有するマルチ
プレクサ５４、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ変換器）５
６を介してエアフロメータ２、冷却水温上ンサ２４、吸
気温センサ４の出力信号が供給されている。なお、マル
チプレクサ５４、Ａ／Ｄ変換器５６は入出力ポート４２
から出力される制御信号Ｋｔつて制御される。

入出力ポート４４には、スロットルセンサ１Ｂの検出出
力が供給されていると共に気筒判別センナ５０、回転角
センサ３２の検出比″力が波形整形回路６４を介して供
給されている。又さらに入出力ポート４４にはバンド／
４スフイルタロ０、ピークホールド回路６１、チャンネ
ル切替回路６６、Ａ／Ｄｉｍｅ°８ｅｆｒＬ？／ｙ／−
＋ｙ？１８０ｍ　　ｌ出出力が供給されている。バンド
パスフィルタ６０は積分回路６５を介してチャンネル切
替回路６６に接続されておυ、切替回路６゛６にはピー
クホールド回路６１の出力と積分回路６５の出力が供給
されている。そして、チャンネル切換回路６６は入出力
ポート４４からの制御信号によってピークホールド回路
６１又は積分回路６５の出力信号のうち一方の信号をＡ
　／　Ｄ変換器＋５８に供給するように構成されている
。

即ち、第５図に示されるように、ノックセンサ、２２の
信号がバンド／４スフイルタロ０、ピークホールド回路
６１、積分回路６５を介してチャンネル切換回路６６に
供給されると、入出力／−）４４からクランク角に同期
した制御信号がチャンネル切換回路６６に供給される。

そしてチャンネル切換回路６６のゲートが所定の周期で
開かれ、ノックセンサ２２の検出出力がＡ　／　Ｄ変換
器６８を介してデジタル量のデータとして入出力ポート
４４を介してＲＡＭ　５６内に格納される。ノックセン
サ２２の検出出力のうち、第３図の（ａ）に示されるよ
うに、パックグラウンド値Ｂとピーク値ＰがそれぞれＡ
　／　Ｄ変換器６８でデジタル量のゲートに変換されＲ
ＡＭ　５６内に格納される。そして、ＣＰσ４０の演算
に基づいてノッキング発生の有無の判定が行われる。

なお、ノッキングは６〜ｆ３　ＫＨｚの信号としてノッ
クセンサ２２で検出されるため、バンド・々スフイルタ
ロ０は中域の信号のみを通過させるフィルタで構成され
ている。

又、出力ｙｊｔ’　−）　４６は駆動回路７０を介して
イグナイター２８に接続されており、出力ポート４Ｂは
駆動回路７２を介して燃料噴射弁１２に接続されている
。即ち、イグナイタ２日には点火時期を制御するための
制御信号が供給され、燃料噴射弁１２には燃料の噴射時
間を制御するだめの制御信号が供給されている。

又、ＲＯ’Ｍ５１３には、エンジン回転数と吸入空気量
（又は負荷）とで表わされる基本点火進角のマツプデー
タ及び基本燃料噴射量などの各種制御データ及び制御プ
ログラムなどが予め格納されてお９、ＣＰσ４０は制御
グログラム及び各種センサの検出出力に基づいてエンジ
ンの運転状態を制御するための演算を行なうように構成
されている。

例えば、エアフロメータ２の検出出力及び回転角センサ
５２の検出出力に基づいて基本点火進角及び基本燃料噴
射量の制御データをＲＯＭ５日から読み出し、冷却水温
センサ２４、吸気温センサ４−ｌどの検出出力により基
本点火進角及び基本燃料噴射量に対する補正遅角量及び
補正燃料噴材量を算出し、この算出１直に基づいてイグ
ナイタ２日、燃料噴射弁１２の作動を制御する。

又、本実施例においては、エンジンの運転状態によらず
常にノッキングの発生の判定を確実に行なうために、Ｒ
ＯＭ５１３には、第４図及び第５図に示されるマツプデ
ータが格納されている。即ち、第４図及び第５図で示さ
れるように、ＲＯＭ５１３には、エンジン回転数Ｎｇと
エンジン負荷Ｑ、　／　Ｎに対応づけてノッキング発生
の判定基準値Ｘが格納されている。この判定基準値又は
ノッキングの発生し易い中回転高負荷時のいわゆるノッ
キング１１ＴＩＩ　Ｈ領域において、エンジンの回転速
度に応じて直線的に変化する値又はエンジン負荷の増加
に従って直線的に変化する値に定められている。そして
、エンジン回転速度に対応づけられた判定基準値又は、
低回転時及び高回転時の値が一定値とされておシ、又エ
ンジン負荷Ｑ、　／　Ｎに対応した判定基準値Ｘは軽負
荷及び中負荷における値が一定値に定められている０こ
れは、低回転時、高回転時さらには軽負荷、中負荷時に
おいても判定基準値Ｘの値を直線的に変化する値に設定
すると、ノッキングの発生しにくい領域においてノッキ
ングが発生しなくてもノッキングが発生したと判定され
るのを防止するためである。又さらに、ノックセンサ２
２の検出出力がエンジンの回転速度あるいはニンジン負
荷に応じて直線的に変化するため、判定基準値Ｘの値が
第４図及び第５図に示される特性で定められている。

本実施例は以上の構成からなり、次のその作用を第６図
のフローチャートに基づいて説明する。

なお、燃料噴射制御、空燃比制御、点火時期制御　　１
のメーンルーチン等については従来と同様であるのでこ
れらの説明は省略する。

まず、制御部５４は、ノックセンサ２２の検出出力を、
第６図のＣａ”）に示されるような所定のクランク角度
毎に取り込み、ノックセンサ２２の検出出力のうちその
ピーク値Ｐと、バックグラウンド値ＢＸ定数に＝基準値
との比較を行い、ノッキングが発生したか否かの判定を
行５（ステップ１００）。このステップでピーク値が基
準値を越えたときにはノッキング発生と判定しステップ
　、１０２に移シ、エンジンの点火時期を進角制御に代
えて遅角制御する〇 一方、ステップ１００においてＮｏと判定されたときに
は、ステップ１０４に移りＲＯＭ！、ａ内に格納された
判定基準値Ｘとして、第４図又は第５図に示されるエン
ジン回転速度又はニンジン負荷に応じた判定基準値Ｘを
取り込み、ステップ１０６の処理に移る。ステップ１０
６においては、前記ピーク値Ｐとステップ１０４で求め
られた判定基準値Ｘとを比較し、ピーク値Ｐが判定基準
値、Ｘを越えたときにはノッキング発生と判定しステッ
プ１０２の処理に移り、前述したと同様エンジンの点火
時期を進角制御に代えて遅角制御する。

一方、ステップ１０６でＮｏと判定されたとき、即ち、
ピーク値Ｐが判定基準値Ｘ以下のときにはステラｆ１０
８に移ジエンジンの点火時期を進角制御し、このルーチ
ンでの処理を全て終了する。

このよりに、本実施例においては、ノックセンサ２２の
検出出力を監視し、ノックセンサ２２の検出出力のうち
そのピーク値Ｐとバックグラウンド値Ｂを基にした基準
値を比較し、ピーク値Ｐが基準値を越えたときノッキン
グ発生と判定し、エンジンの点火−期を進角制御に代え
て遅角制御し、かつピーク値Ｐが基準値以下のところで
もエンジン回転数又はエンジン負荷に対応づけて設定さ
れたノッキング発生の判定基準値Ｘと′前記ピーク値と
を比較し、ピーク値Ｐが判定基準値を越えたときにはノ
ッキング発生と判定し、エンジンの点火時期を進角制御
に代えて比較制御するようにしたため、ノックセンサ２
２の検出出力に電気的ノイズなどが重畳し、バックグラ
ウンド値が異状に大きくなったときでもノッキングの発
生の有無をエンジンの運転状態によらず常に正確に検知
するとことができ、バックグラウンド値がノイズなどに
よって異状に大きくなったときでもエンジンがプレイグ
ニツシヨン状態に至るのを未然に防止することができる
。

又、第７図に示されるようにピーク値Ｐと判定基準値Ｘ
とを比較する際、ピーク値Ｐが、ノックセンサ２２が配
設されだ気筒以外の気筒即ちＳ／Ｎの悪い気筒の振動を
検出したときの値か否かの判定を行う（ステップ１０５
Ａ）。そしてピーク値ＰがＳ　／　Ｎの悪い気筒の振動
によ）得られた値であるときには、判定基準値ＸＩＫ−
５Ｑとする処理ヲ行つ（ステップ１０５Ｂ）。そしてス
テップ１０５Ｂで求められた判定基準値Ｘとピーク値Ｐ
とを比較し、ピーク値Ｐが判定基準値Ｘを越えたときに
はノッキング発生と判定し、ステップ１０２の処理を行
うようにすればＳ　／　Ｎの悪い気筒でノッキングが発
生した場合でもノッキングの発生を確実に検出すること
ができる。なお、本実施例の場合にはステップ１０５Ａ
、１０５Ｂ以外は前記実施例と同様な処理が行われるの
で、他の処理内容の説明は省略する。。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、ノックセンサの
検出出力のうち、そのビークイ直と、バックグラウンド
値を基にした基準値とを比較し、ピーク値が基準値を越
えたときノッキングの発生と判定し、二ンジ／の点火時
期を進角制御に代えて遅角制御し、かつピーク値が基準
値以下のときでも、ニンジン回転数又はエンジン負荷に
対応づけて設定されたノッキング発生の判定基準値を前
記ピーク値とを比較し、ピーク値が判定基準値を越えた
ときにはノッキング発生と判定し、エンジンの点火時期
を進角制御に代えて遅角制御するようにしたため、ノッ
クセンサの検出出力にノイズが重畳しバックグラウンド
値が異状に大きな値になったときでも、ノッキング発生
の有無を確実に判定することができ、ノイズによってバ
ックグラウンド値が異状に大きくなってもエンジンがグ
レイグニッション状態に至るのを未然に防止することが
できるという優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は制御
部５４の構成説明図、第３図はノックセンナの作用を説
明するための波形図、第４図はエンジン回転数と判定基
準値との関係を示す線図、第５図はニンジン負荷と判定
基準値との関係を示す線図、第６図は本発明の詳細な説
明するためのフローチャート、第７図は本発明の他の実
施例の作用を説明するためのフローチャートである。 ６・・・スロットル弁、　　１２・・・燃料噴射弁、１
４・・・エンジン本体、２２・・・ノックセンサ、２６
・・・デイストリビユータ、 ５４・・・制御部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンの振動を検出するノックセンサと、ノッ
   クセンサの検出出力のうちそのピーク値とバックグラウ
   ンド値を基にした基準値とを比較し、ピーク値が基準値
   を越えたときノッキング発生と判定し、エンジンの点火
   時期を進角制御に代えて遅角制御し、かつピーク値が基
   準値以下のときでも、エンジン回転数又はエンジン負荷
   に対応づけて設定されたノッキング発生の判定基準値と
   前記ピーク値とを比較し、ピーク値が判定基準値を越え
   たときにはノッキング発生と判定し、エンジンの点火時
   期を進角制御に代えて遅角制御する制御部と、を含むこ
   とを特徴とする内燃機関の点火時期制御装置。