JPS6251758A - 多気筒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） 本発明は気筒毎にノッキング発生状態に応じて点火時期
をｌ１１１１１１する装置に関し、特に気筒判別手段の
故障時の対策に関するものである。

（従来技術） 従来から、ノックセンサにより検出されるエンジンのノ
ッキング発生状態に応じ、ノッキング発生時には点火時
期をリタードさせてノッキングを防止し、ノッキングが
発生しなくなれば出力ロス防止のためリタード量（遅角
聞）を少なくするという点火時期の制御は一般に知られ
ている。

また、このような制御を行なう場合に、気筒毎に温度条
件や燃料供給条件が異なることに起因して気筒毎にノッ
キング発生状態が異なるため、特開昭５５−５４６７号
公報に示されるように、点火が行なわれた気筒を判別す
る気筒判別手段を設け、気筒毎にノッキング発生状態に
応じた点火時期リタード量を求めて記憶し、これに基づ
いて気筒別に点火時期を制御するようにした点火時期制
御装置がある。この装置によると気筒毎に適正に点火時
期を制御することができる。

ところがこの装置においては、気筒判別手段が故障した
ときは、点火毎に各気筒のノッキング発生状態に応じた
点火時期リタード量が求められていても、その各リター
ド量をそれぞれどの気筒の制御に用いるかが判らなくな
るため、気筒別の制御を行なうことができない。

そこで、気筒判別手段の故障時には各気筒の点火時期を
一律に制御Ｉ′Ｔｊることが考えられるが、この場合、
エンジンの高回転時には、一部の気筒でもノッキングが
連続して発生するとエンジンに与えるダメージが大きく
、一方、低回転時には一部の気筒に軽微のノッキングが
発生する程度は許容されて、このとぎに点火時期をリタ
ードし過ぎると出力ロスとなり、このような点を考慮せ
ずに点火時期を一律にするだけでは適正な制御は行ない
難い。

（発明の目的） 本発明はこのような事情に鑑み、気筒判別手段が故障し
た場合でも、低回転域における出力低下を招くことなく
、かつ、高回転域でのエンジンのダメージを軽減して充
分に信頼性を確保するように点火時期を制御することが
できる多気筒エンジンの点火時期制御袋［８を提供り−
るものである。

（発明の構成） 本発明は、エンジンのノッキング発生状態を検出するノ
ッキング検出手段と、点火が行なわれた気筒を判別する
気筒判別手段と、これらの出力を受けて気筒毎にノッキ
ング発生状態に応じて求めた点火時期のリタード量を記
憶し、このリタード量に基づいて気筒別に点火時期を制
御する制御手段とを備えた多気筒エンジンの点火時期制
御装置において、上記制御手段に、上記気筒判別手段の
故障時、エンジンの低回転域側では全気筒について求め
られたリタード量の平均値に基づいて点火時期を制御す
る一方、エンジンの高回転域側では各気筒のリタードｍ
のうちの最も大きなリタード量に基づいて点火時期を制
御する制御部を設けたものである。

つまり、気筒判別手段の故障によって気筒別の点火時期
の制御が不能となったとき、各気筒の点火時期を一律に
制御するためのリタード量の換算を行なうに当り、一部
気筒に比較的軽微なノッキングが生じる程度は許容され
る低回転域と、一部気筒でも連続的にノッキングが生じ
るとエンジンのダメージが大ぎくなる高回転域とに応じ
、それぞれに適合したリタード量が得られるようにした
ものである。

（実施例） 第１図は本発明装置の一実施例を示し、この図において
、１１はエンジンのシリンダ（気８）であり、図では１
気筒のみ示しているが、複数気筒（例えば４気筒）が設
けられている。１２は各シリンダ１１内の燃焼室、１３
は吸気通路、１４は排気通路であり、上記吸気通路１３
には上流側から順にエアクリーナ１５、吸入空気量を検
出するエア７０−メータ１６、スロットル弁１７および
燃料噴射弁１８等が配設されている。また、上記燃焼室
１２には点火プラグ１９が臨設され、この点火プラグ１
９に対してイグニッションコイル２０、ディストリビュ
ータ２１およびイグナイタ２２が配設されて周知の点火
装置が構成されており、イグニッションコイル２０はバ
ッテリ（ＢＡＴ）に接続されている。

また、２３は点火時期を制御する制御ユニット（ＥＣＵ
＞であって、ＣＰｔＪ２４、メモリ２５、入力部２６お
よび点火系の駆動回路２７等で構成されている。この制
御ユニット２３には、゛上記エア７０−メータ１６から
の信号、ディストリビュータ２１等から得られるクラン
ク角検出信号２８、エンジンの振動によりノッキングを
検出するノックセンサ２９からノック検出回路３０を介
して得られるノック信号、気筒判別手段３１からの信号
、アイドル判定等のためスロットル弁１７の開度を検出
するスロットルセン１す３２からの信号、水温検出信号
３３、吸気温検出信号３４およびスタータ信号３５が人
力されている。上記クランク角検出信号２８は制御ユニ
ット２３内での周期計測によるエンジン回転数の検出等
に用いられる。また上記気筒判別手段３１は、特定気筒
に対づ′る点火信号やクランク各を識別することにより
、点火が行なわれた気筒を判別してその判別信号を出力
するようにしている。

上記制御ユニット２３は、ノック検出回路３０と気筒判
別手段３１とからの出力に基づき、気筒毎にノッキング
発生状態に応じた点火時期のリタードｍ（リタード量）
を求め、気筒別に点火時期を制御するようにしており、
また制御ユニット２３には、気筒判別手段３１が故障し
たときの点火時期制御を行なう制御部が含まれている。

当実施例ではこれらの制御を、後にフローチャートで詳
しく説゛明するように、基本点火時期と、ノッキング発
生状態に応じたフィードバック補正によるリタード量と
、いわゆる学習制御により記憶したリタード量の学習値
とを用いて行なうようにしている。上記学習制御とは、
運転状態（エンジン回転数および負荷）の区分毎に点火
時期のリタードｍを記憶し、これをフィードバック補正
により求められたリタード量に応じて修正、更新して学
習値とし、こうして記憶された学習値を制御に反映させ
ることにより、運転状態の変化に対して制御の応答性を
高めるようにしたものである。

このような制御を行なうため、上記制御ユニット２３の
メモリ２５は、予め運転状態に応じた基本点火時期の進
角値を記憶しているＲＯＭマツプと、点火時期リタード
量の学習値を書き換え可能に記憶する学習マツプとを含
んでいる。学習マツプは、エンジンの気筒別にそれぞれ
設けられている。

第２図は、ノック検出回路３０および気筒判別手段３１
と、制御ユニット２３において学習制御を行なう部分４
３とをブロック図で示している。

この図に示すように、上記ノック検出回路３０は、ノッ
クセンサ２９の出力をバンドパスフィルター３６に通し
、さらにゲートコントロール３７によりノイズを除去し
てから、この信号と、この信号に基づいて作成した基準
レベル３８とを比較部３９で比較し、積分回路４０およ
びノック強度検出回路４１を介してノック信号を制御ユ
ニット２３に出力するようにしており、ノック強度検出
回路４１には気筒別の基準値４２が与えられている。

そして制御ユニット２３においで学習制御を行なう部分
４３は、上記ノック信号と気筒判別手段３１からの気筒
判別信号とを受けて各気筒別にノック強度に応じたリタ
ード量を求めるリタードｍの演算４４８〜４４ｄと、こ
の演算に基づいて学習マツプに記憶されている学習値を
修正するリタード量の学習４５ａ〜４５ｄと、運転状態
に応じた学西値を学習マツプから読出す制御への反映４
６とを行なうようになっている。

次に、上記制御ユニット２３による点火時期の制御を、
第３図および第４図のフＯ−チ％ｙ−トによって説明す
る。

第３図においては、先ずステップＳ１でシステムをイニ
シャライズしてから、ステップＳ２でエンジンの始動時
か否かを調べ、始動時であれば、運転状態等に応じた点
火時期の演算を行なわずに進角機構等によるハードウェ
ア的な設定による点火（ハード点火）を行なうように点
火系を切替える（ステップ３３）。始動時でなげれば、
演算に基づく制御信号によるソフトウェア的な点火時期
の制御（ソフト点火）を行なうように点火系を切替え（
ステップＳ４）、それからアイドル運転時か否かを調べ
る（ステップ８５）。そしてアイドル運転時であれば、
アイドル用の進角値θｉｄを算出してこれを最終的な点
火時期の進角値０１ｇとしくステップＳ６．Ｓ７）、そ
れから後述のステップ３３３に移る。つまり当実施例で
は、始動時やアイドル運転時には、後述のフィードバッ
ク制御、学習制御等は必要としないため行なわない。

ステップＳ５でアイドル運転時でないことを判定したと
きは、出力および回転数に応じた基本進角値（基本点火
時期）θ０をマツプから読出す（ステップ３８）。さら
に、水温に応じた補正ｉθＷおよび吸気温に応じた補正
値θａを算出する（ステップ８９．８１０）。次に、後
述の第４図に示すノック補正用のリタード量θｋ１ｇ）
算出ルーチン（ステップ８１１〜５３１）を実行した後
、最終的な点火時期の進角値θｉｇを［θｉｇ＝θ０＋
θＷ＋θａ−θｋｎ＋］と演算しくステップ５３２）、
それからステップ８３３に移る。ステップ３３３では、
ステップＳ７またはステップ３３２でもとめた進角値θ
ｉｇを駆動回路２７のカウンタにプリセットし、これに
よって上記進角値θｉｇに相当する時期に点火を行なわ
せる。この処理を終えればステップＳ２に戻ってそれ以
下のフローを繰返す。

第４図は、ノック補正用のリタード量の算出のルーチン
を示す。このルーチンは、第３図のステップＳ１０に続
き、ステップ８１１でノック検出回路３０により検出さ
れたノック強度Ｖｋと、気筒判別手段３１で判別された
気筒番号Ｍとを入力し、次にステップＳｉ２で運転状態
がノック制御領域（ノッキングが発生する可能性がある
領域）にあるか否かを調べる。ノック制御領域になけれ
ば、フィードバックリタード量θに＠Ｏとする（ステッ
プ５１３）。

ステップ３１２でノック制御領域にあるときは、ステッ
プ８１４〜８１９により出力に応じてフィードバック補
正によるリタードｍを決定する。つまりノッキングの有
無を調べ（ステップ５１４）、ノッキング有りと判定し
たとぎにはノック強度■ｋに応じてリタード量の増砒値
θｒの算出（ステップ５１５）を行なってから、フィー
ドバックリタード量θｋが予め設定された限界値θｋｍ
ａｘ以下の範囲（過渡にリタードされない範囲）にある
場合に、このリタードθｋを上記増錯値θｒだけ増量し
くステップ８１６，３１７＞、限界値θｋｍａｘに達す
ればそれ以上には増けしない。またノッキング無しと判
定したときは、上記リタード量θｋがＯより大きい範囲
（基本点火時期より進角されることのない範囲）にある
場合、このリタード量θｋを所定値θａだけ減量しくス
テップ８１８゜５１９）、リタード量θｋが０になれば
それ以上には減量しない。

このようにしてフィードバックリタード量θｋを求めた
後は、水温等が学習制御に適当な条件となったか否かを
調べ（ステップ５２０）、低温時等にはエンジンの作動
が不安定で学習制御に適当でないため、ステップ８２１
〜Ｓ３１の処理は行なわない。学習制御に適当な条件と
なれば、ステップ３２１で、気筒判別手段３１がらの気
筒判別信号が正常に送られているか否かを調べることに
より、気筒判別手段３１が正常か故障かを調べる。

そして正常であれば、ステップ８２３でＭ気筒の学習値
を更新し、つまり点火が行なわれてノック強度Ｖｋが調
べられた気筒につき、運転状態に対応する学習マツプの
記憶領域に記憶されている学習値を、フィードバック補
正量θｋに応じて修正する。それから後記のステップ８
３０に移る。

一方、気筒判別信号が正常に送られていない気筒判別手
段３１の故障時には、ステップ３２２で、異常になって
からイニシャライズしたが（エンジンが切られたか）否
かを調べる。故障発生前から継続してエンジンが作動し
ていてイニシャライズされていないときは、故障発生前
の気筒判別信号から、引続ぎ点火順序に従って気筒判別
の制御を行なうことが可能であるので、ステップ３２３
に移って正常時と同様の処理を行なう。また、ステップ
８２２での判定結果がＹＥＳであれば、ステップ８２４
でフラッグが０か否かにより、後述の故障時用の学習値
換算処理が未だ行なわれていないか既に行なわれたかを
調べる。そしてこの判定結果がＮｏ（換算処理済み）の
ときは、そのままステップ８３０に移る。

ステップ８２４での判定結果がＹＥＳのとぎ、ステップ
３２５〜８２８により故障時用の制御部としての換算処
理を行なう。つまり、学習マツプの運転状態の区分ごと
に、全気筒の学習値の平均値θａｖｅと最大値θｒａａ
Ｘとを求め（ステップ８２５．８２６）、低回転域の全
気筒の学習値Ｏ３を上記平均値θａｖｅＧ−ｔｌき換え
るとともに、高回転域の全気筒の学習値Ｏ５を上記最大
値θｍａｘに書き換える（ステップ８２７．８２８＞。

そしてフラッグＩを１としくステップ８２９）　、それ
からステップ８３０に移る。

ステップ３３０では、学習マツプからその時の運転状態
に応じてリタード量の学習値θＳが求められる。この場
合、気筒別制御が可能なとき（ステップ３２３からステ
ップ３３０に移るとき）は、気筒毎の学習値が学習マツ
プに記憶されているので、次に点火される気筒の学習値
が求められる。

また故障時であって気筒別の制御が不能なときは、ステ
ップ８２５〜Ｓ２７の処理で学門値が丙き換えられてい
るので、低回転域か高回転域かに応じ、上記平均値θａ
ＶＣまたは上記最大値Ｏｍａ×が学習値Ｏ３となる。そ
してステップ８３０につづいてステップＳ３１で、フィ
ードバックリタード準Ｏｋと学習値θＳとから、ノック
補正用のリタード量θｌｖを［θｋｍ　＝　Ｏｋ＋θＳ
］と演算する。その後、前述の第３図におけるステップ
Ｓ３２で最終点火時期が求められることとなる。

以上のような制御により、気筒判別が可能な状態にある
ときは、気筒別にそれぞれ、ノッキング発生状態に応じ
て適正に点火時期が制御される。

また、特に気筒判別手段３１が故障して気筒判別が不能
となったとき、低回転域では全気筒の記憶されたリター
ド量（学習値）の平均値に基づいて点火時期が制御され
ることにより、ノッキングが発生していない気筒が必要
以上にリタードされるという事態が防止される。そして
この場合、一部気筒について軽微のノッキングが生じて
も、低回転域ではエンジンに大きなダメージを与えるこ
とはない。一方、一部気筒でもノッキングが連続的に発
生ずるとエンジンに与えるダメージが大きい高回転域で
は、最大のリタード量の学習値に基づいて点火時期が制
御されることにより、全気筒についてノッキングの発生
が防止されることとなる。

（発明の効果） 以上のように本発明は、気筒別に点火時期を制御する装
置において気筒判別手段が故障したとき、ノッキングに
応じた点火時期のリタード量として、低回転域では全気
筒のリタード量の平均値を用い、高回転域では最大値を
用いるようにしているため、気筒判別手段の故障時にも
低回転域での出力低下を防止するとともに、高回転域で
一部気筒にノッキングが発生することを防止して信頼性
を高めることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の装置の概略図、第２図はこ
の装置の一部の構成を示すブロック図、第３図および第
４図は制御のフローチャー１〜である。 １１・・・シリンダ、１９・・・点火プラグ、２９・・
・ノックセンサ、３０・・・ノック検出回路、２３・・
・制御ユニット（制御手段）、３１・・・気筒判別手段
。 特許出願人　　　　　マ　ツ　ダ　株式会社代　理　人
　　　　　弁理士　　小谷　悦司同　　　　　　　弁理
士　　長１）　正向　　　　　　　弁理士　　板谷　康
夫第　　１　　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、エンジンのノッキング発生状態を検出するノッキン
   グ検出手段と、点火が行なわれた気筒を判別する気筒判
   別手段と、これらの出力を受けて気筒毎にノッキング発
   生状態に応じて求めた点火時期のリタード量を記憶し、
   このリタード量に基づいて気筒別に点火時期を制御する
   制御手段とを備えた多気筒エンジンの点火時期制御装置
   において、上記制御手段に、上記気筒判別手段の故障時
   、エンジンの低回転域側では全気筒について求められた
   リタード量の平均値に基づいて点火時期を制御する一方
   、エンジンの高回転域側では各気筒のリタード量のうち
   の最も大きなリタード量に基づいて点火時期を制御する
   制御部を設けたことを特徴とする多気筒エンジンの点火
   時期制御装置。