JPS6255460A - 多気筒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〕 この発明は、多気筒内燃機関の点火時期制御装置に関し
、特にノッキングを回避するための点火時期制御装置に
関する。

〔従来の技術〕

従来のこの種の多気筒内燃機関の点火時期制御装置とし
ては、例えば特公昭５９−４８３０８号公報に記載され
ているように、内燃機関の気筒内圧力検出して、その気
筒内圧力検出にノッキングによる高周波成分が含まれて
いるか否かに応じて点火時期のノッキングによる補正量
を遅角側又は進角側に修正するように装置が知られてい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、一般に多気筒内燃機関の点火時期制御装
置にあっては、ノッキングを検出しても点火時期補正量
の遅角補正は１サイクル後の同じ点火気筒から行なわれ
るようになっているため、例えば第８図（イ）に示すよ
うに、運転条件が急変して、それまでの同図（ハ）に示
すような点火時期補正量ＳＡｋでは大きなノッキングが
発生してしまうような高負荷領域に入った場合、同図（
ロ）に示すように、大きなノッキングが暫くの間継続し
てしまうという問題点があった６′。

この発明は、このような問題点を解決しようとする□も
のである。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、この発明は、各気筒毎の燃焼状態を逐次検出す
ると共に、その各検出値と第１の比較基準値との比較結
果に基づいて当該点火気筒の点火時期補正量を補正する
ようにした多気筒内燃機関の点火時期制御装置において
、各気筒毎の燃焼状態の検出値と第１の比較基準値より
大きい第２の比較基準とを比較する比較手段と、この比
較手段の比較結果に基づいて上記検出値が第２の比較基
準値以上となった時にのみ当該点火気筒以外の気筒の点
火時期補正量を補正する他気筒点火時期制御手段とを設
けたものである。

〔作　用〕

このように構成することにより、例えば運転状態が急変
して大きなノッキングが発生しても、直ちに次の点火気
筒の点火時期補正量の補正がなされ、ノッキングの発生
が抑制される。

〔実　施　例〕

以下、この発明の実施例を図面の第１図乃至第７図を参
照しながら説明する。

第１図は、この発明の一実施例を示すブロック構成図で
ある。

まず構成を説明すると、１は多気筒内燃機関の運転条件
検出器で、具体的には機関吸入空気量Ｑと機関回転数Ｎ
を検出して、両者から基本噴射量Ｔｐを求めてこのＴＰ
を機関回転数Ｎと共に出力する。

２は基本点火時期演算器であり、運転条件検出器１から
ＮとＴｐを入力して演算又はテーブルの読み出しくテー
ブルルックアップ）により基本点火時期ＳＡ、を求めて
出力する。

３はこの発明に係る比較手段としての機能を含むノッキ
ング判定器で１図示しない多気筒内燃機関（以後、６気
筒機関とする）の各気筒毎の燃焼状態（燃焼圧力）を逐
次検出すると共に、その検出結果から各気筒毎にノッキ
ングレベルＳを検出して、これを第１の比較基準値とし
てのノッキング判定レベルＳＬ、及びこれよ雪大きい第
２の比較基準値としてのノッキング判定レベル５Ｌ２（
Ｓ　Ｌ２　＞Ｓ　Ｌｌ　）と比較判定し、今回のノッキ
ングレベルＳがＳ≦ＳＬ１の時に判定結果Ｓａを、ＳＬ
ｉ＜Ｓ≦ＳＬ２の時に判定結果 ｓｂを、ＳＬ２＜Ｓの時に判定結果Ｓｃを夫々出力する
。

４は気筒判別器であり１例えば図示ルないクランク角セ
ンサからの信号に基づいて今回の点火気筒（当該点火気
筒）を判別して、その判別結果を気筒番号信号ｎ（ｎ＝
１〜６）として出力する。

５は各気筒毎の点火時期補正量５Ａｋｎ（ｎは気筒番号
）や後述する補正後の５Ａｋｎを記憶する補正量メモリ
である。

６はこの発明に係る補正手段としての機能を含む補正器
であり、気筒判別器４からの気筒番号信号ｎの値に対応
する今回点火する気筒の点火時期補正量Ｓ　Ａ　ｋ　ｎ
を補正量メモリ５から読み出すと共に、点火後のノッキ
ング判定結果であるＳａ。

Ｓｂ、Ｓｃの何れかをノッキング判定器３より入力して
、その判定結果に基づいて、読みで出した点火時期補正
量５Ａｋｎを以下のように補正した後次段に出力し、且
つ補正量メモリ５の所定エリアに書き込む。

すなわち、点火時期補正量５Ａｋｎは次のように補正す
る。

Ｓ：ａＳＬ、のとき ５Ａｋｎ（新）　＝　Ｓ　Ａｋｎ（旧）＋ΔＳＡａ・・
・・・（１）（例えばΔＳ　Ａ　ａ　＝０．１＠ＣＡ）
Ｓ　Ｌ　１＜　Ｓ　：ａＳ　Ｌ　２のとき５Ａｋｎ（新
）＝ＳＡｋｎ（旧）−Δ５Ａｒ１・＝（２）ＳＬ２＜Ｓ
のとき ＳＡ、ｋｎ（新）＝ＳＡｋｎ（旧）−ΔＳ　Ａ　ｒ　２
−　（３）（ｎは今回点火した気筒番号） また、Ｓ　Ｌ　２　＜　Ｓの時は、さらに次のような演
算を行なう。

ＳＡｋｍ（新）　＝　Ｓ　Ａｋｏ（旧）−ΔＳ　Ａ　ｒ
　３−（４）（ｍはｎ以外の気筒番号） これにより、大きなノッキングが発生した場合点火した
気筒の５Ａｋｎは一回あたりΔＳ　Ａ　ｒ　２だけ遅角
補正され、その他の気筒のＳ、Ａｋｍは一回当りΔＳ　
Ａ　ｒ　３だけ遅角補正される。

なお、Δ５Ａｒ１．ΔＳ　Ａ　ｒ　２　、ΔＳ　Ａ　ｒ
　３（すべて正の数）の間には次のような関係がある。

ΔＳ　Ａ　ｒ　２≧Ｓ　Ａ　ｒ　ｒ　−−（５）（例え
ば、Δ５Ａｒ１＝１．ΔＳ　Ａ　ｒ　２　＝　１　）Δ
５Ａｒ３≦Ｓ　Ａ　ｒ　２−−（６）（例えばΔＳ　Ａ
　ｒ　３　＝　１　）７は点火時期補正器であり、基本
点火時期演算器２からの基本点火時期ＳＡｏと、補正器
６からの今回点火する気筒ｎの点火時期補正量５Ａｋｎ
とを入力して１次式に基づき点火時期ＳＡを求める。

Ｓ　Ａ＝　Ｓ　Ａ□　＋　Ｓ　Ａｋｎ−−（７）８は、
点火信号発生器であり、点火時期補正器７が補正した点
火時期ＳＡに基づいて所定のクランク角度で点火及び通
電を行うための点火信号を発生する。

ノッキング判定器３は、例えば第２図に示すように、各
気筒毎に設けられた燃焼圧力センサ（以下、単に「セン
サ」という）１１−１〜１１−６と、各センサ出力を受
けるアンプ１２−１〜１２−６と、その各出力を入力す
ると共に今回点火した気筒の判別結果を示す気筒番号信
号を入力して、各アンプ１２−１〜１２−６の出力から
今回点火した気筒の出力だけを切り換えて出力するマル
チプレフサ１３と、その出力からノッキングの振動に係
る周波数帯域（例えば５ＫＨｚ〜２０ＫＨｚ）のみを通
過させるフィルタ１４と、その出力を整流する整流器１
５と、その整流されたフィルタ出力を所定クランク角度
の間（例えば上死点後ｌＯ。

〜４５″′の間）積分を行なってその後リセットする積
分器１６と、その積分出力を上死点（ＴＤＣ）後４５°
のタイミングでデジタル値に変換し、ノッキングレベル
ＳとするＡ／Ｄコンバータ１７と。

運転条件に応じたノッキング判定レベルＳＬ、。

Ｓｂ２を求める判定レベル演算器１８と、ノッキングレ
ベルＳとノッキング判定レベルＳＬ、、ＳＬ２とを比較
する比較器１日とからなる。

第３図は、第２図における主要各部の信号波形図である
。

第３図（イ）は各気筒のアンプ１２−ｔ〜１２−６出力
の代表例であり、センサとしては例えば点火プラグ座金
型センサを用いた場合のもので、気筒内圧力信号とノッ
キング信号が重畳したものとなっている。

また同図（ロ）はマルチプレフサ１３の出力であり、同
図（ハ）はフィルタ１４の出力であり、ここで気筒内圧
力信号（低周波）が除去されている。

さらに、同図（ニ）は整流器１５の出力で、同図（ホ）
は積分器１６の出力である。

比較器１日の動作は、前述したようにノッキングレベル
Ｓを判定レベルＳＬ、、ＳＬ２と比較して、その判定結
果Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃをノッキング判定値として出力する
が、ノッキング判定レベルＳＬＩは、例えば各運転条件
でノッキングレベルＳが９０％の確率で越えないレベル
とする。

また、ノッキング判定レベルＳＬ２は前述したように、 Ｓｂ２＞ＳＬｌ・・・・・・（８） であり、更に次のような条件で求める。

例えば、ノッキング判定レベルＳＬ、で点火時期を制御
し、点火時期が定常状態となった時に各気筒の特性差に
より生ずるバラついた点火時期のうちの最も進角してい
る気筒の点火時期を求める。

そして、全ての気筒をその点火時期に設定した場合、最
もノッキング判定の悪い気筒のノッキングレベルＳが９
０％以上の確率で越えないレベルより大きい値をＳｂ２
とする。

この値は、大兄ノッキング判定が中ノックから大ノック
となるとき、ノッキングレベルＳが９０％以上の確率で
越えないレベルに相当し、又これはＳＬｌの３倍以上の
値である。

このような値にＳｂ２を設定することにより、負荷急変
等により大きなノッキングが発生する場合のみＳｂ２を
越えるノッキングレベルＳが発生し、定常運転状態では
Ｓｂ２を越えることによる制御を行なわないようにした
。

この実施例による制御の具体例を第４図に示す。

例えば第４図（イ）に示すように、負荷が急変して高負
荷域に入った時、同図（ム）に示すように点火した気筒
（この場合６番気筒）には大きなノツ岑ングが発生する
。

そして、この時のノッキングレベルＳはノッキング判定
レベルＳＬ２を越えているので、点火時期補正量５Ａｋ
６は勿論のこと他の気筒（１番〜５番気筒）の点火時期
補正量Ｓ　Ａｋｍ　（ｍ　＝　１〜５　）についても前
述した如く補正されるため、次の１番気筒の点火は、Δ
５Ａｒ３だけ遅角補正された点火時期となる。

この例では、これでもＳＬ２を越えているが。

第８図に示す従来例よりも低いレベルにはなる。

そして、１番気筒に続く２番気筒の点火時にも、１番気
筒のノッキングレベルＳがノッキング判定レベルＳＬ２
を越えているため、２番気筒の点火はさらにΔＳ　Ａ　
ｒ　２だけ遅角補正された点火時期となり、ノッキング
レベルＳはさらに低くなる。

この例では、これ以降ノッキングレベルＳはノッキング
判定レベルＳＬ２以下となるので、ノッキング判定レベ
ルＳＬ、に係る従来の制御に移行する。

このように、従来は２回遅角補正するのに各気筒２回ず
つ点火（すなわち４回転）しなければならなかったのが
、この実施例によれば全気筒で２回点火（すなわち６気
筒の場合２／３回転）で達成することができるようにな
った。

この実施例は、以下に述べるようなソフトフェアでも実
現できる。

第５図に示すフロー図は、ノッキングレベルＳのＡ／Ｄ
変換後実行するプログラムで、例えば上死点（Ｔ　Ｄ　
Ｃ）後４５°からスタートし、第６図に示すフロー図は
、今回点火する気筒の点火時期をセットする時に実行す
るプログラムで、例えば上死点（ＴＤＣ）前７０°の時
にスタートする。

第５図のフロー図では、まずステップ１０１にて今回ノ
ッキングレベルを測定した気筒（０番気筒）に割り当て
られた点火時期補正量５Ａｋｎを読み出し、続いてステ
ップ１０２にて今回のフッ６キングレベルＳをノッキン
グ判定レベルＳＬ、、ＳＬ２を比較し、その結果がＳＬ
□≧Ｓならばステップ１０３へ、ＳＬｌ＜Ｓ＜ＳＬ・°
２ならばステップ１０４へ、ＳＬ２＜Ｓならばステップ
１０５へ夫々ジャンプする。

ステップ１０３では、前述した（１）式を実行し。

ステップ１０４ではやはり前述した（２）式を実行し、
各々の実行終了後ステップ１０７へ進む。

また、ステップ１０５では、前述した（３）式を実行し
、その後ステップ１０６に進んでＳＡｋｍ（ｍａｎ）を
満す全てを読み出して前述した（４）式を実行した後、
ＳＡｋｍをストアしてからステップ１０７へ進む。

ステップ１０７では、補正した５Ａｋｎをストアして、
このプログラムの実行を終了する。

第６図のフロー図は、ステップ１１１にて、運転条件か
ら基本点火時期ＳＡｏを演算又はテーブルの読み出しに
より求め、次のステップ１１２にて今回点火する気筒（
１番気筒）の点火時期補正量５Ａｋｘを読み出す。

続いて、ステップ１１３にて前述した（７）式を実行し
て点火時期ＳＡを求め、最後のステップ１１４にてその
値を点火信号発生器８にセットして、このプログラムの
実行を終了する。

以上のようなソフトウェアで、前述したハードウェアの
実施例を実現している。

最後に第７図は、第５図のステップ１０６の別の実施例
である。

この実施例では、ノッキングレベルＳがノッキング判定
レベルＳＬ２を越えた場合、その気筒（ｎ）を除き、さ
らにＳＡｋｍＯ１５＞　ｎ（新）−Ａ（ｍａｎ）となる
ＳＡｋｍのみ前述の（４）式を適用し、ＳＡｋｍ≦５Ａ
ｋｎ（新）−Ａとなる場合には、今回は補正しないよう
にしたものである。

ここで、Ａは同じノッキングレベルが発生した時の気筒
毎の点火時期のバラツキ幅に応じた値で、０〜１０”Ｃ
Ａの範囲の数値である。

このようにすることにより、ノッキングレベルＳがノッ
キング判定レベルＳＬ２を越えた場合でも既に気筒間の
バラツキを越えて遅角している気筒についてはノッキン
グが発生する（Ｓ）ＳＬ。

となる）確率が低いため、遅角補正を行なわないように
して不要な遅角制御を防″止するようにしている。

この第７図のステップ１０６１では、まずレジスタｍに
今回の気筒番号ｎをセットし、さらにカウンタの値Ｃ０
ＵＮＴをＴＣＯＵＮＴ＝５とする。

続いて次のステップ１６０２にて、レジスタｍの値を１
つインクリメントする。但し、６気筒の場合は１から６
までの整数しかとらないため、ｍ＝６の次はｍ＝１とす
る。

次に、ステップ１０６３では、レジスタｍの値に対応す
る点火時期補正量ＳＡｋｍを読み出し、続いてステップ
１０６４にて５ＡｋＩＩを５Ａｋｎ（新）−Ａと比較し
、ＳＡｋｍ≦５Ａｋｎ（新）−Ａの場合にはステップ１
０６７に進んで遅角補正を行なわず、Ｓ　Ａｋｍ＞　Ｓ
　Ａｋｎ（新）−Ａの場合にはステップ１０６５に進ん
で前述した（４）式を実行して遅角補正を行なう。

そして、次ステツプ１０６６でＳＡｋｍ（新）をストア
してステップ１０６７に進む。

ステップ１０６７では、カウンタの値Ｃ０ＵＮＴを１つ
デクリメントした後、ステップ１０６８にてカウンタの
Ｃ０ＵＮＴが「０」が否かを判定し、「０」でなければ
ステップ１０６２に戻って次の気筒の点火時期補正量を
補正する。

このようにして、カウンタの値Ｃ０ＵＮＴが「０」にな
るまで５回ステップ１０６２からステップ１０６７を実
行し、それにより今回ノッキングが発生した気筒以外の
点火時期補正量５ＡｋＩ１１についての補正を行なって
いる。

なお、第５図のステップ１０６の働きには、この第７図
のフロー図のステップ１０６４による判断はない。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように、この発明によれば、従来のノ
ッキング判定レベルに相当する第１の比較基準値より大
きい値の第２の比較基準値を設定して、これを越える燃
焼状態（ノッキングレベル）が発生した場合には、その
気筒以外の気筒の点火時期補正量についても補正するよ
うにしたため、負荷の変化等により大きなノッキングか
発生しても、直ちにこれを抑制すべく点火時期補正量を
補正できるという効果が得られる。　　　　゛また、第
７図の実施例で述べたように、今回ノッキングが発生し
た気筒に比べて既に所定値以上遅角している気筒につい
ては、ノッキングが発生する（　Ｓ　＞　Ｓ　Ｌ　１ど
なる）確率が低いため、遅角補正をしないようにすれば
不要な遅角制御を行なわなくて済む。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図。 第２図は第１図のノッキング判定器乙の具体的構成を示
すブロック図、 第３図は第２図における主要各部の信号波形図、第４図
は第１図の実施例の効果説明に供する線図、第５図乃至
第７図は、夫々第１図の実施例をソフトウェアで実現し
た場合のフロー図、 第８図は従来装置の欠点を説明するための線図である。 １・・・運転条件検出器　　２・・・基本点火時期演算
器３・・・ノッキング判定器（比較手段）４・・・気筒
判別器　　　　５・・・補正量メモリ６・・・補正器（
補正手段）　　７・・・点火時期補正器８・・・点火信
号発生器 第１図 第３図 ｗ　　　　　　　　　　　　０　　　　　　　　　２区
　　−−６ 寸 とさ 第５図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　各気筒毎の燃焼状態を逐次検出すると共に、その各
   検出値と第１の比較基準値との比較結果に基づいて当該
   点火気筒の点火時期補正量を補正するようにした多気筒
   内燃機関の点火時期制御装置において、 前記各気筒毎の燃焼状態の検出値と前記第１の比較基準
   値より大きい第２の比較基準値とを比較する比較手段と
   、 この比較手段の比較結果に基づいて前記検出値が第２の
   比較基準値以上となつた時にのみ該当点火気筒以外の気
   筒の点火時期補正量を補正する他気筒点火時期補正手段
   と を設けたことを特徴とする多気筒内燃機関の点火時期制
   御装置。