JPS62253944A - エンジン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） 本発明はエンジンの点火時期制御装置の改良に関する。

（従来技術およびその問題点） 近時、エンジン、特に自動車用エンジンにあっては、複
数の目標空燃比に基づいて空燃比制御を行なうことが一
般化されている（特開昭５８−７２６３１号公報参照）
。

このような空燃比制御を行なうようにしたエンジンでは
、目標空燃比の変更があったとき、実際の空燃比は、徐
々に変化するのが通例であり、また機械的、電気的制御
手段により、空燃比を端極的にゆっくりと変化させるよ
うにしてトルクの大きな変動を防止するようにしたもの
も知られている。

いずれにせよ、複数の目標空燃比に基づいて空燃比制御
を行なうようにしたエンジンにおいては、目標空燃比の
変更に伴う過渡運転状態での点火時期制御が必要とされ
る。

このため、従来の点火時期制御装置にあっては、目標空
燃比の変更に伴う過渡運転状態における要求進角に極力
近づける形で点火時期を設定することとされていた。換
言すれば、空燃比の変化速度に応じ、それに合わせるよ
うにして点火時期を変えるようにされていた。

しかしながら、空燃比の変化と点火時期の変化とを完全
に一致させることは実際上困難である。

特に、最近のように幅広い空燃比制御と高圧縮比との要
請が高まる現状にあっては５空燃比の変化と点火時期の
変化とのずれが顕著なものとなり易く、ノッキングが発
生し易い。このため、目標空燃比が、ノッキングの発生
し易い濃い空燃比（リッチ）へ変更されるときには、よ
り細かな点火時期の制御が必要とされる。

そこで、本発明の目的は、目標空燃比が薄い空燃比（リ
ーン〕から濃い空燃比（リッチ）へ変更される過渡運転
状態でのノッキング発生を確実に防止するようにしたエ
ンジン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、作用）未発【ｒ目標空
燃比がリーンからリッチへ変更されるということは、と
りもなおさず出力が高める方向への変更であり、この場
合空燃比が変化する過渡期での要求進角より遅角側に点
火時期を設定したとしても、これに伴う出力低下は、目
標空燃比の変更に伴うトルク変動を抑える方向に作用す
ることとなって、目標空燃比の変更に伴うトルク変動に
悪影響を及ぼすことはない点に着目し、このような目標
空燃比がリーンからリッチへ変更するのに伴なう過渡運
転状態においては、要求進角よりも遅角側に点火時期を
設定するようにしてノッキングの発生を防止するように
したものである。

具体的には、エンジンの運転状態に応じて目標空燃比を
変更する目標空燃比変更手段と、該目標空燃比変更手段
からの信号を受け、目標空燃比の変更がなされたときに
は、徐々に空燃比を変化させる空燃比移行制御手段と、
該空燃比移行制御手段からの信号を受け、空燃比の変化
に応じて点火時期を設定する点火時期設定手段と、を有
するエンジンの点火時期制御装置を前提として、第１図
に示すように。

前記目標空燃比変更手段からの信号を受け、目標空燃比
がリーンからリッチへ変更されたことを検出する目標空
燃比検出手段と、 該目標空燃比検出手段からの信号を受け、目標空燃比が
リーンからリッチへ変更されたときには、目標空燃比変
更に伴なう過渡運転状態における要求進角よりも遅角側
に点火時期を設定する点火時期補正手段と、 を備えた構成としである。

（実施例） 以下本発明の実施例を添付した図面に基づいて説明する
。

第２図において、ｌは４サイクル往復動型とされたオツ
ト一式のエンジン本体で、このエンジン本体ｌは、既知
のように、シリンダブロック２とシリンダへラド３とシ
リンダブロック２のシリンダｚａ内に嵌挿されたピスト
ン４とにより、燃焼室５が画成されている。この燃焼室
５には、点火プラグ６が配置されると共に、吸気ボート
７、排気ポート８が開口され、この各ボート７．８は、
吸気弁９あるいは排気弁ｌＯにより、エンジン出力軸と
同期して周知のタイミングで開閉される。

上記吸気ボート７に連なる吸気通路２１には、その上流
側から下流側へ順次、エアクリーナ２２、吸気温度を検
出する吸気温センサ２３、吸入空気量を検出するエアフ
ローメータ２４、スロットル弁２５、サージタンク２６
、燃料噴射弁２７が配設されている。また、前記排気ポ
ート８に連なる排気通路２８には、その上流側から下流
側へ順次、空燃比センサ２９、排気ガス浄化装置として
の三元触媒３０が配置されている。勿論、上記空燃比セ
ンサ２９は、いわゆるリーンセンサと呼ばれるように、
排気ガスの空燃比（＃素余剰率）に対応した信号を出力
するものとなっている（空燃比に略比例した信号を出力
するものが既に実用化されている）。

第２図中３１はマイクロコンピュータによって構成され
た制御ユニットで、この制御ユニット３１には、前記各
センサ２３．２４．２９からの各信号の他、センサ３２
．３３．３４からの信号およびバッテリ３５からの電圧
信号が入力されるようになっている。上記センサ３２は
スロットル弁２５の開度すなわちエンジン負荷を検出す
るものであり、センサ３３はエンジン冷却水温を検出す
るものであり、センサ３４はデストリピユータ３６に付
設されてクランク角すなわちエンジン回転数を検出する
ものである。また、制御ユニット３１からは、所定の信
号が燃料噴射弁２７の他、イグナイタ３７に出力される
ものである。すなわち、イグナイタ３７に対して所定の
点火時期信号が制御ユニツ）３１から出力されると、点
火コイル３８の一次電流が遮断されてその二次側に高電
圧が発生され、この二次側の高電圧がデストリピユータ
３６を介して点火プラグ６に供給されることになる。

さて次に、制御ユニット３１による制御について、第３
図乃至第５図を参照しつつその概要を説明すると、先ず
エンジンの運転状態に応じて、第３図に示すように、理
論空燃比（λ＝１）の下で空燃比制御を行なうん＝１領
域と、空燃比Ａ／Ｆ２２の下で空燃比制御を行なうリー
ン領域とに大別されて空燃比制御がなされる。そして、
λ＝１領域あるいはり−ン領域内における定常運転状態
では、夫々の進角マツプに基づいて点火時期の設定がな
される（第５図中、Ａブロック）。

一方、前記リーン領域においては、例えば加速増量補正
のように目標空燃比の変動幅が大きいことから、目標空
燃比が大きく変更されるときには、空燃比を徐々に変化
させると共に、空燃比が変更後の目標空燃比へ移行する
過渡期では、空燃比の変化に応じた点火時期の設定がな
されるようになっている。そして、目標空燃比がリーン
からリッチへ変更されるときには、つまり点火時期を遅
角側に変化させなければならないときには、本実施例に
あっては、変更後の目標空燃比（リッチ）に対応した目
標点火時期が直ちに設定されるようになっている（第５
図中、ブロックＢ）。これにより空燃比が変化する過渡
期での要求進角よりも遅角側に点火時期の設定がなされ
ることとなる。

そして、上記ブロックＢにおける制御の前段階として、
アクセル開度の変化と、エンジンの実際の運転状態を反
映する吸入空気量の変化とから、目標空燃比が大きく変
更する運転状態の検出がなされる（第５図中ブロックＣ
，Ｄ）。

以上のことを前提として、以下に第５図に示すフローチ
ャートに基づいて点火時期制御の内容を詳しく説明する
。

先ず、ステップＳ１において現在のスロットル開度（Ｔ
Ａ　）の読み込みが行なわれ、次のステップＳ２では基
準スロットル開度（ＫＴＡＬＡＭ）の読み込みが行なわ
れる。ここに基準スロットル開度（ＫＴＡＬＡＭ）は、
第３図に示すように、入＝１領域とリーン領域との境界
を意味するもので、予めメモリー（図示省略）に記憶さ
れている。そして、次のステップＳ３において、現在の
スロットル開度（ＴＡ　）と基準スロットル開度（ＫＴ
ＡＬＡＭ）との比較がなされ、現在のスロットル開度（
ＴＡ　）が大きいときには、入＝１領域にあるとしてス
テップＳ４へ移行し、ブロックＡでの処理が行なわれる
。これは、入＝１領域においては目標空燃比の変更幅が
小さいことによる。

このステップＳ４においては、空燃比制御の領域判定が
なされ、λ＝１領域にあると判別されたときには、これ
に対応する進角マツプに基ずいてマツプ値が読み込まれ
、このマツプ値を補間計算することにより要求進角（θ
ＢＡＳＥ２）が算出される（ステップＳ５〜７）。一方
、リーン領域にあると判別されたときには、上記入＝１
領域における処理と同様の手法により要求進角（θＢＡ
ＳＥＩ）が算出される（ステップ５８〜１０）、そして
、λ＝１領域においては前記要求進角θＢＡＳＥ２に基
づいて、一方リーン領域においては前記要求進角θＢＡ
ＳＥＩに基づいて最終的な点火時期（θｆｉｇ）の設定
が行なわれる（ステップ５ｉｉ）。

五ヱ正しコ先」紅迭Ｊむ１坦エエ！！」−虫工且）目標
空燃比の大きな変更は、前述したように、リーン領域に
おいて起こること。次に運転状態としては、目標空燃比
がリッチへ変更される急加速状態、リッチからリーンへ
の変更がなされる急加速の終了において起こる。ここに
、本実施例にあっては、急加速時における目標空燃比が
入＝１に設定されるようになっており、これにより排気
ガス浄化装置３０による触媒作用の効率化を図ることと
されている。

以上のことを前提として、前記ステップＳ３において、
リーン領域にあると判別されたときには、ステップＳ１
２へ移行し、前回のスロットル開度（ＰＴＡ）の読み込
みが行なわれた後、ステップＳ１３に進んで、現在のス
ロットル開度（ＴＡ　）と前回のものＣＰＴＡ）との比
較が行なわれ、ＴＡ＞ＰＴＡにあると判別されたときに
は、加速状態にあるとしてステップＳ１４へ移行し、こ
のステップ３１４において、ＴＡ−ＰＴＡと基準値との
比較が行なわれる。ここに基準値は、目標空燃比が入＝
１へ変更される下限スロットル開度変化量である。ステ
ップ５１４において、ＴＡ−ＰＴＡが基準値以上あると
きには、目標空燃比の大きな変更を伴う急加速状態にあ
るとして、ステップ５１５へ移行しフラグＦを「１」と
するセットがなされる。このフラグＦの意義については
後述する。

一方、上記ステップ５１４において、ＴＡ−ＰＴＡ　＜
基準値であると判別されたときには、ステップ５１８へ
移行し、このステップＳ１６において現在の吸入空気量
（ＤＴＰＫ）および前回の吸入空気量（ＦＴＰＫ）の読
み込みを行うとともにその両者に基づいて変化量（ＤＴ
ＰＫ−ＦＴＰＫ）の演算が行なわれ、次のステップ５１
７において吸入空気量に基づく目標空燃比変更判定値（
以下、基準吸入空気量ＫＬＡＭＪという、）の読み込み
が行なわれた後、ステップ５１８において、基準吸入空
気量（ＫＬＡＭＪ）を吸入空気の変化量（ＤＴＰＫ−Ｆ
ＴＰＫ）との比較が行なわれる。そして、吸入空気の変
化量（ＤＴＰＫ−ＦＴＰＫ）が基準吸入空気量（ＫＬＡ
ＭＪ）より大きいときには、目標空燃比の大きな変更を
伴う急加速状態にあるとして、前記ステップＳｉ５へ進
に７ラグＦを「１」とするセットが行なわれる。このフ
ラグＦは「１」のときには、目標空燃比の大きな変更を
伴う急加速状態にあることを意味する。

一方、前記ステップＳ１３において、現在のスロットル
開度（ＴＡ　）が前回のもの（ＰＴＡ）以下であると判
別されたときには、定常運転状態あるいは減速状態にあ
るとして、ステップＳ１９へ進んで前記フラグＦを「０
」とした後、ステップ５２０に進む。このステップ５２
０では、メモリに記憶されている前回のフラグＦの読み
込みが行なわれた後、ブロックＢへ進む。ここに、フラ
グＦ＝０は定常運転状態あるいは減速運転状態にあるこ
とを意味する。

先ず、ステップ３２１において前記フラグＦと現在のフ
ラグＦとの間に変化があるか否かの判別がなされるが、
フラグＦが「Ｏ」からｒｌＪへ変化するということは、
急加速に入ったこと、一つまりこれに伴う目標空燃比に
大きな変更（リーンからリッチ）がなされたことを意味
する。またフラグＦが「ｌ」から「０」へ変化するとい
うことは、急加速状態の終了、つまり急加速に伴う増量
補正が停止されて、目標空燃比がリッチからり一ンヘ大
きく変更されたことを意味する。

このステップＳ２１において、フラグＦに変化があると
判別されたときには、目標空燃比に大きな変更がなされ
たとして、先ずステップＳ２２へ移行する。

ステップ５２２において、現在の目標点火時期（Ｔｆｉ
ｇ）　、つまり変更後の目標空燃比における要求進角の
読み込みが行なわれ、次のステップＳ２３において前回
の最終点火時期（Ｐｆｉｇ）の読み込みが行なわれる。

更に、次のステップＳ２４において、現在の目標空燃比
（ＴＡ　Ｆ）、つまり変更後の目標空燃比の読み込みが
行なわれた後、ステップＳ２５において、前回の最終空
燃比（ＰＡ　Ｆ）の読み込みが行なわれる。ここに目標
空燃比の変更に伴なう過渡運転状態での空燃比制御は、
別のルーチンにおいて、ＡＦ＝ＡＦ＋にという式に基づ
いて、徐々に空燃比が増加あるいは減少するようになっ
ている。

次のステップ３２６において、現在の目標点火時期（Ｔ
ｆｉｇ）が前回の最終点火時期（ＰＯｆｉｇ）より大き
いか、つまり進角側に変化しているか否かの判別がなさ
れ、進角側に変化していると判別されたときには、つま
り、目標空燃比がリッチからリーンへ変更されたときに
は、ステップＳ２７において、下記の式に基づいて点火
時期（θｉｇ）の算出がなされる。

ＫＸ　（Ｔｆｆｇ　−Ｐ　Ｏｆｉｇ　）θｉｇ＝　Ｐθ
ｆｉｇ＋ ２Ｘ　　（ＴＡ　　Ｆ−ＰＡ　　Ｆ） そして、次のステップ５２８においてこの点火時期θｉ
ｇを最終的な点火時期θｒｉｇとする設定処理が行なわ
れる。

一方、前記ステップＳ・２６において、現在の目標点火
時期（Ｔｆｉｇ）が遅角側にある、つまり目標空燃比が
リーンからリッチへ変更されたと判別されたときには、
ステップＳ２９へ移行し、このステップＳ２９において
、上記現在の目標点火時期（Ｔｆｉｇ）を最終点火時期
（θｆｉｇ）とする設定が行なわれる。これにより、目
標空燃比がり−ンからリッチの変更に伴なう過渡期おい
て、その初期に直ちに現在の目標点火時期（Ｔｆｉｇ）
の設定がなされることとなる（第４図参照）。

そして、目標空燃比の変更に伴なう過渡運転状態では、
ステップ５２１からステップ３３０．３１へ進み、前記
ステップ５２２．２３と同様に現在の目標点火時期（Ｔ
ｆｉｇ）と前回の最終点火時期（ＰＯｆｉｇ）との読み
込みがなされた後、ステップ５３２において、両者（Ｔ
Ｍｉｇ、ＰＯｆｉｇ）の差と許容値αと比較がなされる
。

ここに許容値αとは、前回の最終点火時期（ＰＯｆｉｇ
）をほぼ現在の目標点火時期（Ｔｆｉｇ）とみなしても
よいといえる範囲をのちのをいう。

ところで、目標空燃比がリーンへ変更されたときには、
ステップＳ２７．２８において、実際の空燃比を反映し
た最終点火時期の設定がなされていることから、前回の
最終点火時期（ＰＯｆｉｇ）と現在の目標点火時期（Ｔ
ｆｉｇ）とは大きく異なっており、したがって、このと
きにはステップ３３２からステップＳ３３は移行して、
前記ステップＳ２５と同様に前回の最終空燃比（ＰＡＦ
）の読み込みがなされた後、前記ステップＳ２７へ進む
。

このことから、目標空燃比がリーンへ変更されたときに
は、過渡運転状態においては、空燃比の変化に応じた点
火時期の設定がなされ、空燃比の変化に応じて点火時期
が変化することとなる（第４図参照）。

一方、目標空燃比がリッチへ変更されたときには、前回
の最終点火時期（ＰＯｆｉｇ）と現在の目標点火時期（
Ｔｆｉｇ）とは等しいため、ステップＳ３２からボＩ記
ブロックＡに移行して、そのままステップＳｌｌにおい
て、現在の目標点火時期（Ｔｆｉｇ）が最終点火時期（
θｆｉｇ）として、そのまま設定されることとなる（第
４図参照）、。

以上１本発明の一実施例を説明したが、制御ユニット３
１をマイクロコンピュータによって構成する場合にはデ
ジタル式、アナログ式のいずれによってもよい。

また、前記ステップ３２９においては、目標空燃比の変
更に伴って変更後の目標空燃比における目標点火時期（
Ｔｆｉｇ）を最終的な点火時期（θｆｉｇ）とするよう
にしたが、空燃比が変化する過渡状態では、要求進角に
対して少なくとも遅角側に点火時期を設定するものを包
含する。例えば、前記式ステップ５２７における点火時
期θｉｇの算出した式に対して、定数Ｋを−ｎ倍（ｎｉ
ｌ）して点火時期の変化速度早めるようにしてもよい。

あるいは、ステップＳ２７における算出式を、ＫＸ　　
（Ｔｆｉｇ−Ｐθｆｉｇ） θｉｇ＝　−ｎ　Ｐθｆｉｇ　　−一一一一一一一一一
一一一一一−−−−２Ｘ　　（ＴＡ　　Ｆ−ＰＡ　　Ｆ
） ここにｎ＞１゜ として、過渡状態初期において点火時期を最初大きく遅
角側に設定し、その後空燃比変化速度と同一の速度で変
化させるようにしてもよい。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、目標
空燃比の変更が、ノッキングの問題が生じ易いリーンか
らリッチへ変更されるときには。

常に過遅角の状態におかれるためノッキングの発生を確
実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全体構成図。 第２図は本発明の一実施例における全体系統図、 第３図は実施例における空燃比制御の領域設定図、 第４図は実施例の制御内容を示すタイミングチャート、 第５図は制御の一実施例としてのフローチャートである
。 ６：点火プラグ ２４：エア７０−メータ ２５：スロットル弁 ３１：制御ユニット 第１図 ニンゾンの 這先択隨 第３図 ：ンシシ目１１嗜に

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンの運転状態に応じて目標空燃比を変更す
   る目標空燃比変更手段と、 該目標空燃比変更手段からの信号を受け、目標空燃比の
   変更がなされたときには、徐々に空燃比を変化させる空
   燃比移行制御手段と、 該空燃比移行制御手段からの信号を受け、空燃比の変化
   に応じて点火時期を設定する点火時期設定手段と、を有
   するエンジンの点火時期制御装置において、 前記目標空燃比変更手段からの信号を受け、目標空燃比
   がリーンからリッチへ変更されたことを検出する目標空
   燃比検出手段と、 該目標空燃比検出手段からの信号を受け、目標空燃比が
   リーンからリッチへ変更されたときには、目標空燃比変
   更に伴なう過渡運転状態における要求進角よりも遅角側
   に点火時期を設定する点火時期補正手段と、 を備えていることを特徴とするエンジンの点火時期制御
   装置。