JPS6255462A

JPS6255462A - 内燃機関の制御装置

Info

Publication number: JPS6255462A
Application number: JP60194877A
Authority: JP
Inventors: Yuji Nakajima; 雄二中島; Akito Yamamoto; 明人山本
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1985-09-05
Filing date: 1985-09-05
Publication date: 1987-03-11
Anticipated expiration: 2009-11-16
Also published as: JPH0692787B2; US4693221A

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、内燃機関の制御装置に関し、特に点火時期
を制御する制御装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、内燃機関の点火時期を制御する点火時期制御装置
として、例えば機関の筒内圧力を検出する複数の筒内圧
センサを備え、この筒内圧センサの検出結果に基づいて
機関の筒内圧力が最大となるクランク角位置を予め定め
た目標値となるように各気筒毎に点火時期を補正制御す
るものがある（特開昭５３−５６４２９号公報参照）。

つまり、機関において筒内圧力が最大となるクランク角
位置θｐａ＋ａｘは、圧縮上死点（ＴＤＣ）より若干遅
れた位置、機関によって異なるが通常上死点後（ＡＴＤ
Ｃ）１０”〜２０°の位置にあり。

このクランク角位置θｐｆｉｌａｘは点火時期を変化さ
せることによって変化する。

そこで、機関の筒内圧力からこのクランク角位置θｐｍ
ａｘを検出して、この検出結果に応じて点火時期を制御
してクランク角位置θｐｍａｘがＡＴＤＣ１０″〜２０
°の内の予め定めた目標値になるように制御して、機関
の発生トルクを最大にし、燃費効率を高めるようにして
いる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかじな、がら、このような点火時期制御装置にあって
は、筒内圧センサの破壊、配線の断線あるいはショート
等の異常が発生したときには、その異常が発生した筒内
圧センサの出力に基づいて点火時期制御を行なっている
気筒の点火時期が不適切になる。

例えば、点火時期が正規の点火時期よりも遅角すること
による、発生トルクの減少、燃費の低下。

排気温の過度の上昇、正規の点火時期よりも進角するこ
とによるノッキングの発生等の事態が生じる。特に、点
火時期の進角し過ぎによって発生するヘビーノックは、
最悪の場合機関の破壊につながる恐れがある。

〔問題を解決するための手段〕

そのため、この発明による内燃機関の制御装置は、第１
図に示すように内燃機関の筒内圧力を検出する燃焼圧力
振動検出手段Ａと、この燃焼圧力振動検出手段Ａの検出
結果を機関の燃焼状態に相関する相関値に変換し、該相
関値をアイドル時の相関値と比較して点火時期制御系に
異常が発生したか否かを判定する判定手段Ｂと、燃焼圧
力振動検出手段Ａの検出結果及び判定手段Ｂの判定結果
に基づいて点火時期を制御する点火時期制御手段Ｃとを
設けたものである。

〔作　用〕

点火時期制御系に異常が発生したときには、その点火時
期制御系によって制御される気筒若しくは気筒群の点火
時期を、基本点火時期あるいは正常な点火時期制御系に
よる点火時期制御を行なっている他の気筒若しくは気筒
群の点火時期と同じに制御することが可能になり、点火
時期制御系の異常に伴なう不都合を抑制することができ
る。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を添付図面を参照して説明する
。

第２図は、この発明を実施した４気筒内燃機関の制御装
置の構成を示すブロック図である。

第１気筒の筒内圧センサ１Ａは、圧電変換型圧力センサ
であり、第３図（イ）、（ロ）に示すようにシリンダヘ
ッド２１Ａに取付けた点火プラグ２２Ａの座金として取
付けられ、第１気筒の筒内圧（シリンダ内圧力）に応じ
た電荷信号Ｓ１１を出力する。

なお、第２気筒〜第４気筒の筒内圧センサ１Ｂ〜１Ｄに
ついても、筒内圧センサ１Ａと同様に取付けられ、第２
気筒〜第４気筒の各筒内圧に応じた電荷信号ＳＩ２〜Ｓ
Ｉ４を出力する。

チャージアンプ２Ａは、第１気筒用筒内圧センサ１Ａか
らの電荷信号３１１を電圧信号に変換した後増幅して、
検出信号Ｓ＝として出力する。

なお、チャージアンプ２Ｂ〜２Ｄについても。

チャージアンプ２Ａと同様に各々筒内圧センサＩＢ〜１
Ｄからの電荷信号Ｓ１２〜ＳＩ４を電圧信号に変換した
後増幅して、検出信号Ｓ°′。〜Ｓ″１として出力する
。

つまり、これ等の筒内圧センサ１Ａ〜１Ｄ及びチャージ
アンプ２．Ａ〜２Ｄによって第１図の燃焼圧力振動検出
手段Ａを構成している。

また、クランク角センサ３は、各気筒の圧縮上死点前（
ＢＴＤＣ）７０°で基準信号Ｓ２を出力すると共に、ク
ランク角の１度又は２度毎に位置信号Ｓ３を出力する。

なお、その基準信号Ｓ２の内、第１気筒に対応する基準
信号については、他の気筒に対応する基準信号よりもパ
ルス幅を広くしている。

アイドルスイッチ４は１機関がアイドル状態にあるか否
かを検知して、アイドル状態検知信号Ｓ■を出力する。

一方、コントロールユニット５は、第１図の判定手段Ｂ
及び点火時期制御手段Ｃを兼ねた回路であり、マルチプ
レクサ（ＭＰＸ）６．信号処理回路７及び主制御回路８
等からなる。

そのマルチプレクサ６は、主制御回路８からの選択信号
に応じて入力されるチャージアンプ２Ａ〜２Ｄからの検
出信号Ｓ−〜Ｓ１を選択して、検出信号Ｓ２ｎとして出
力する。

信号処理回路７は、マルチプレクサ６からの検出信号Ｓ
２ｎを、所定の信号処理してノック時の燃焼圧力振動エ
ネルギに相関する相関値（これは機関の燃焼状態に相関
する相関値でもある）゛等に変換する。

この信号処理回路７は、例えば第４図に示すように、バ
ンドパスフィルタ７Ａによってチャージアンプ２Ａ〜２
Ｄからの検出信号３２１〜Ｓ　２４の内のいずれかであ
るマルチプレクサ６からの検出信号Ｓ２ｎから所定周波
数、すなわちノッキングに関連する周波数帯域（約６〜
１７ＫＨｚ）の信号成分のみを抽出する。

そして、このチャージアンプ７Ａから出力される検出信
号（抽出信号）Ｓ４を増幅回路７Ｂで増幅して、この増
幅後の検出信号Ｓ５を整流回路７Ｃによって半波整流す
る。

その後、この整流回路７Ｃから出力される半波整流した
検出信号Ｓ６を、主制御回路８からのセット／リセット
信号ＳＳＲで積分動作を制御される積分器７Ｄによって
積分して、積分信号Ｓ７として出力する。

第２図に戻って、主制御回路８は、ＣＰＵ１　（）。

ＲＯＭＩ　１．ＲＡＭ１２及びＡ／Ｄ変換器等を内蔵し
たｌ１０１３等からなるマイクロコンピュータによって
構成しである。

この主制御回路８は、クランク角センサ３からの基準信
号Ｓ２及び位置信号Ｓ３と、アイドルスイッチ４からの
アイドル状態検知信号ＳＩと、信号処理回路７からの積
分信号８７等とを入力する。

そして、クランク角センサ３からの基準信号Ｓ２及び位
置信号Ｓ３に基づいて信号処理回路７の積分器７Ｄにセ
ット／リセット信号ＳＳＲを出力してその積分動作を制
御する。

なお、ここでは主制御回路８は、圧縮上死点前４０度（
ＢＴＤＣ４０”　）で積分器７Ｄの積分動作を開始させ
、圧縮上死点（Ｔ　Ｄ　Ｃ）でその積分動作を停止させ
、圧縮上死点後（ＡＴＤＣ）５゜で再度積分動作を開始
させ、ＡＴＤＣ４５°で積分動作を停止させる。

また、主制御回路８は１図示しない吸入空気量信号等の
各種入力信号に基づしくて、ノッキングに関する判定２
点火時期制御系（ここでは筒内圧センサ１Δ〜１Ｄ及び
チャージアンプ２Ａ〜２Ｄ）の異常判定２点火時期の修
正量の決定２点火時期の決定等の点火時期制御に関する
処理をする。

そして、決定した点火時期に基づいて点火装置１５のパ
ワートランジスタ１６をオン・オフ制御して点火時期を
制御する。

なお、この点火時期の制御（パワートランジスタ１６の
オン・オフ制御）は、ｌ１０１３内部に設けた図示しな
い進角値（ＡＤＶ）レジスタ、ドウエル角（ＤＷＥＬＬ
）　レジスタに決定した点火時期に相当する値（進角値
、ドウエル角）をセットシ、これ等のレジスタの値と位
置信号Ｓ３ををカウントするカウンタの値とを比較して
、一致した時点でパワートランジスタ１６をオン状態又
はオフ状態にする。

また、その点火装置１５は、パワートランジスタ１６が
オン・オフ制御されることによって、バッテリ１７から
給電されているイグニッションコイル１８の一次電流が
断続されてその二次側に高電圧が発生し、この高電圧を
ディストリビュータ１日によって第１気筒〜第４気筒の
点火プラグ２０Ａ〜２００に選択的に分配して印加して
火花放電を発生させて点火する。

なお、この主制御回路８は、点火時期に関する制御以外
の制御もするが、その詳細な説明は省略する。

次に、このように構成したこの実施例の作用について第
５図以降をも参照して説明する。

まず、この実施例におけるノッキングの検出原理につい
て説明すると、一般に、人間の聴感によるノックレベル
の判定は、定常的に発生している背景雑音による音圧レ
ベルと、ノッキング振動による音圧レベルとの相対的な
強度差によっておこなわれていると考えられている。

したがって、非ノツク時における筒内圧の振動エネルギ
と、ノック時における筒内圧の振動エネルギとを直接比
較すれば、官能評価と良く一致するノッキングレベルの
検出が可能となる。

そこで、この実施例においては、上死点前のクランク角
所定範囲内における筒内圧振動の（！！流）積分値と、
上死点後のクランク角所定範囲内、あるいは上死点前の
範囲を含む所定範囲内における筒内圧振動の（整流）積
分値とを比較することによってノッキングレベルを検出
するようにしている。

なお、この場合、積分区間は、吸・排気弁の着座・踵座
の振動によって生じる点火プラグの振動による影響を受
けることがないように選択する必要があり、この実施例
ではＢＴＤＣ４０°〜ＴＤＣ及びＡＴＤＣ５“〜ＡＴＤ
Ｃ４５°を選択している。

次に、このような処理をするための主制御回路８による
信号処理回路７の積分器７Ｄの積分動作の制御について
第５図を参照して説明する。

まず、４気筒機関においては、第１気筒＃１〜第４気筒
＃４を＃１−＃３−＃４−３２−＃１の順序で点火制御
する。

このとき、クランク角センサ３からは、同図（イ）に示
すように各気筒の上死点（ＴＤＣ）前７０°で基準信号
Ｓ２が出力されると共に、同図（ロ）に示すようにクラ
ンク角１°　（又は２°）毎に位置信号Ｓ３が出力され
る。なお、前述したように第１気筒についての基準信号
Ｓ２のパルス幅は他の気筒についての基準信号Ｓ２より
もパルス幅が広い。

一方、筒内圧センサ１Ａ〜１Ｄ及びチャージアンプ２　
Ａｆｆ２　Ｄが正常なときには、チャージアンプ２Ａか
らは、同図（ハ）に示すような検出信号Ｓ２１が出力さ
れ、他のチャージアンプ２Ｂ〜２ｒ）からも同様な検出
信号３２２〜Ｓ　２４が出力されるので、マルチプレク
サ６からは、同図（ニ）に示すような検出信号Ｓ２ｎが
出力される。

それによって、このマルチプレクサ６からの検出信号Ｓ
２ｎから信号処理回路７のバンドパスフィルタ７Ａで所
定周波数の信号のみを抽出して、増幅回路７Ｂで増幅し
たとき、この増幅回路７Ｂからは、同図（ホ）に示すよ
うな検出信号Ｓ５が出力され、これを整流回路７Ｃで判
波整流することによって同図（へ）に示すような検出信
号Ｓ６が積分器７Ｄに入力される。

そこで、主制御回路８は、クランク角センサ３からの基
準信号Ｓ２が入力された時点から内部カウンタを起動し
て位置信号Ｓ３のカウントを開始する。

そして、主制御回路８は、同図（チ）に示すように例え
ば第１気筒についてＢＴＤＣ４０’になった時点ｔ１で
、セット／リセット信号ＳＳＲをＨ”にして積分器７Ｄ
の積分動作を開始させ、ＴＤＣになった時点ｔ２でセッ
ト／リセット信号ＳＳＲをＬ”にして積分動作を停止さ
せる。

その後、ＡＴＤＣ５’になった時点ｔ３で同様にして積
分器７Ｄの積分動作を開始させ、ＡＴＤＣ４５°になっ
た時点ｔ４で積分動作を停止させる。

それによって、積分器７Ｄから出力される積分信号Ｓ７
は、時点ｔ１〜ｔ４の間では例えば同図（ト）に示すよ
うになり、時点ｔ１〜ｔ２間の積分動作によって非ノツ
ク時の振動エネルギに相関する相関値（積分値）が得ら
れ、時点１３〜１４間の積分動作によってノック時の振
動エネルギに相関する相関値（積分値）が得られる。

なお、これ等の非ノック時振動エネルギに相関する積分
値及びノック時振動エネルギに相関する積分値は、いず
れも燃焼行程中の筒内圧の振動エネルギに対応している
ので、機関の燃焼状態に相関する相関値でもあるが、こ
の実施例では後述するようにノック時振動エネルギに相
関する積分値を燃焼状態相関値として使用する。

なお、主制御回路８は、第２気筒〜第４気筒についても
同様なタイミングで積分器７Ｄの積分動作を制御するの
で、積分器７Ｄから出力される積分信号Ｓ７は全体とし
て同図（ト）に示すようになる。

そこで、主制御回路８は１図示しない処理において、各
ＴＤＣにおける積分信号Ｓ７をＡ／Ｄ変換して、このＡ
／Ｄ変換値を非ノツク時の振動エネルギに相関したｉＢ
としてＲＡＭ１２の所定のアドレスに格納する。

また、各ＡＴＤＣ４５°における積分信号Ｓ７をＡ／Ｄ
変換して、このＡ／Ｄ変換値をノック時の振動エネルギ
に相関し、かつ燃焼状態に相関した量にとしてＲＡＭ１
２の所定のアドレスに格納する。

そして、ノッキング制御に関しては、この量ＢとｉＫと
の比（Ｋ／Ｂ）又は量にの平均値にと量にとの比（Ｋ／
Ｋ）を算出して、量Ｋを正規化する。

次に、センサ故障等の点火時期制御系の異常判定の原理
について説明する。

一般に、燃焼行程中の筒内圧の振動エネルギに対応した
燃焼状態相関値としての量には、内燃機関がアイドル運
転の時に最小値になり、他のいかなる運転条件の下でも
量にはアイドル運転時の量により小さくなることはない
。

第６図は、本出願人によるノックが発生しない条件での
４気筒内燃機関の運転条件毎の量Ｋを計測した結果を示
すものであるが、種々の実験によれば、同図に、示す関
係は殆んどのエンジンで成立するとみなすことができる
。

そこで、アイドル回転時の燃焼状態相関値である量にの
値すなわち量にの最小値を最小燃焼状態相関値ＫＦ／Ｉ
工Ｎとして、ＲＡＭ１２の所定のアドレスに予め格納し
ておき、アイドル運転時以外の運転条件下での量にと最
小燃焼状態相関値ＫＭＩＮとを比較することによって、
Ｋ＜ＫＭＩＮとなったときに、その気筒についての点火
時期制御系に異常が発生したと判定することができる。

ここで、最小燃焼状態相関値ＫＭＩＮの求め方について
述べておくと、アイドル運転時の量Ｋをそのまま最小燃
焼状態相関値ＫＭＩＮとしてもよいし、またより安定し
た最小燃焼状態相関値ＫＭ工Ｎを得るためには、アイド
ル運転時の量にの移動平均値をＫＮ／ＩＩＮ＝（１−α）ＫＭ工Ｎ＋αにただし、（０
くαく１）の演算をして算出した値を最小燃焼状態相関値ＫＭ工Ｎ
とすればよい。

また、このノック時振動エネルギ相関値である量にの代
わりに、前述した非フツク時振動エネルギ相関値である
量Ｂを使用することもできる。

次に、主制御回路８が実行する異常判定・点火時期制御
の詳細について第７図以降を参照して説明する。

第７図を参照して、５ＴＥＰ　１で気筒判別処理をする
。これは、クランク角センサ３からの基準信号Ｓ２が入
力されたとき（立上ったとき）に内部カウンタを起動し
てクランク角センサ３からの位置信号Ｓ３をカウントし
、基準信号Ｓ２が立下ったときのカウント値から第１気
筒か否かを判別し、この判別結果に基づいて他の気筒を
判別する。

つまり、前述したように第１気筒の上死点前７０’で出
力される基準信号Ｓ２のパルス幅は他の気筒の上死点前
７０°で出力される基準信号Ｓ２よりもパルス幅が広い
。例えば第１気筒についての基準信号Ｓ２のパルス幅は
１４″程度であるのに対して、第２気筒〜第４気筒につ
いての基準信号Ｓ２のパルス幅は４°〜５＠である。

そこで、入力された基準信号Ｓ２のパルス幅を計測する
ことによって、例えばカウント値が１０゜以上であれば
第１気筒と判定することができ、以後入力される基準信
号Ｓ２は第３気筒、第４気筒。

第２気筒の順であるので各々の気筒を判別することがで
きる。

そして、５ＴＥＰ　２でマルチプレクサ６を駆動して。

５ＴＥＰ　１での気筒判別結果に応じた気筒に対応する
チャージアンプ２Ａ〜２Ｄからの検出信号３２１〜Ｓ　
２４のいずれかを選択して、検出信号Ｓ２ｎとして出力
させる。

その後、５ＴＥＰ　３で前述したような信号処理回路７
の積分器７Ｄの積分タイミングをセットして。

ＢＴＤＣ４０’〜ＴＤＣの間及びＡＴＤＣ５”〜４５°
の間で積分器７Ｄの積分動作を行なわせる。

そして、５ＴＥＰ　４〜１０で５ＴＥＰ　１での気筒判
別結果に応じて点火時期制御系の異常判定及び点火時期
の修正量の決定をする第１気筒修正量決定処理〜第４気
筒修正量決定処理をする。

第８図は、この第７図における第ｉ気筒修正量決定処理
を詳細に示すフロー図である。

まず、同図で使用している略称の意味（既に説明にした
ものを除く）について説明しておく。

ＦＬＧ：ＲＡＭ１２に予め格納した４ビツトの異常気筒
フラグであり、ビットｂｏは第１気筒。

ビット１は第２気筒、ビット、は第３気筒、ビットｂ３
は第４気筒の各々正常・異常を示す。

ｄｃｉ：点火時期の修正量であり、第１気筒はｄｃｌ、
第２気筒はｄｃ２．第３気筒はｄｃ３゜第４気筒はｄｃ
４で表わす。

なお、ｄｃｉは正であれば、進角側修正量を表わし、負
であれば遅角側修正量を表わす。すなわち、修正量が大
きくなる程点火時期は進むものとする。

Ｍｉｎ　（ｄｃｉ）：当該気筒を除く他の気筒（例えば
第１気筒であれば他の第２気筒〜第４気筒）の各点火時
期の修正量の内の最も遅角側の点火時期修正量を意味す
る。

ＫＭＩＮｉ：アイドル運転時の量にすなわち最小燃焼状
態相関値であり、第１気筒はＫＭ工Ｎ１＋第２気筒はＫ
　ＩＩＩ　Ｉ　Ｎ　２　＋第３気筒はＫＭＩＮ３゜第４
気筒はＫＭＩＩＮ、で表わす。

α：最小燃焼状態相関値ＫＭＩＮの修正係数を意味し、
０〈αく１となる値である。

次に、この第８図を参照して第ｉ気筒（ｉ＝１〜４）修
正量決定処理について説明する。

この場合には、前述した５ＴＥＰ　２の処理によってマ
ルチプレクサ６からはチャージアンプ２Ａ〜２Ｄからの
検出信号３２１〜Ｓ　２４の内の第ｉ気筒の検出信号が
選択されて検出信号Ｓ２ｎとして信号処理回路７に入力
されている。

そこで、５ＴＥＰＩＩでその検出信号Ｓ２ｎの所定角度
範囲での整流積分信号Ｓ７をＴＤＣでＡ／Ｄ変換して量
Ｂを、またＡＴＤＣ４５°でＡ／Ｄ変換して量Ｋを求め
る。

そして、５ＴＥＰ１２でアイドルスイッチ４の状態をチ
ェックしてアイドル状態か否かを判別する。

このとき、アイドル状態であれば、５ＴＥＰ１３で第ｉ
気筒のアイドル時の量Ｋに相当する最小燃焼状態相関値
ＫＭ工Ｎｉの書換えを行なう。

すなわち、アイドル時の量にの移動平均値を、（１−α
）・ＫＭ工Ｎｉ＋αにの演算をして算出し、この算出しまた移動平均値を新た
な最小燃焼状態相関値ＫＭ工ＮｉとしてＲＡＭ１２の所
定のアドレスに格納する。

その後、５ＴＥＰ１４で第ｉ気筒の点火時期修正量ｄｃ
ｉを「０」にする（ｄｃｌ４−０）、すなわち。

この実施例では、アイドル時には基本点火時期で制御す
るようにしている。

これに対して、５ＴＥＰ　１　’２でアイドル時でなけ
れば、５ＴＥＰ１５でｉＫと第ｉ気筒のアイドル時の量
Ｋに相当する最小燃焼状態相関値Ｋ　Ｍ　Ｉ　Ｎ　ｉと
を比較して、Ｋ≧ＫＭＩＮｉか否がを判別する。

このとき、Ｋ≧ＫＭＩＮｉであれば、すなわち第ｉ気筒
の点火時期制御系（筒内圧センサ、チャージアンプ）が
正常であれば、５ＴＥＰ１６でフラグＦＬＧの第ｉ気筒
の正常・異常を示すビットｂｉを「０」にし、この結果
をＲＡＭ１２の所定のアドレスに格納する。

すなわち、第１気筒であれば、読出したフラグＦＬＧ（
ビットｂ３〜ｂｏ）の値とｒｌ　１１０Ｊとの論理梗（
ＦＬＧ・１１１０）をとることによって最下位ビットｂ
ｏを「Ｏ」にする。

第２気筒であれば、読出したフラグＦＬＧ（ビットｂ３
〜ｂｏ）の値とｒｌ　ｌ　ＯＮとの論理積（ＦＬＧ−１
１０１）をとることによって最下位ビットｂ１を「０」
にする。

第３気筒であれば、読出したフラグＦＬＧ　（ビットｂ
３〜ｂｏ）の値と「１０１１」との論理積（ＦＬＧ・１
０１１．）をとることによって最下位ピッ１−ｂ２を「
０」にする。

第４気筒であれば、読出したフラグＦＬＧ　（ビットｂ
３〜ｂｏ）の値とｒｏｌｌｌＪとの論理積（ＦＬＧ・０
１１１）をとることによって最下位ビットｂ３を「０」
にする。

その後、５ＴＥＰ１７で第ｉ気筒の点火時期修正量ｄｃ
ｉを算出する処理をする。

これに対して、５ＴＥＰ１４でに≧ＫＭＩＮｉでなけれ
ば、すなわち第ｉ気筒の点火時期制御系（筒内圧センサ
、チャージアンプ）に異常が発生したときには、　５Ｔ
ＥＰ　１８でフラグＦＬＧのビットｂｉを「ｌ」にして
、ＲＡＭ１２の所定のアドレスに格納する。

つまり、第１気筒であれば、読出したフラグＦＬＧ　（
ビットｂ３〜ｂ。）とｒｏｏｏｌ」との論理和（ＦＬＧ
＋０ＯＯ１）をとることによってフラグＦＬＧのビット
ｂ。を「１」にする。

第２気筒であれば、読出したフラグＦＬＧ　（ビットｂ
３〜ｂｏ）とｒｏ　０１０Ｊとの論理和（ＦＬＧ＋ＯＯ
１０）をとることによってノックＦＬＧのビットｂ１を
「１」にする。

第３気筒であれば、読出したフラグＦＬＧ（ビットｂ３
〜ｂｏ）とｒｏ　１００Ｊとの論理和（ＦＬＧ＋ＯＬ　
ＯＯ）をとることによってフラグＦＬＧのビットｂ２を
「１」にする。

第４気筒であれば、読出したフラグＦＬＧ　（ビットｂ
３〜ｂｏ）とｒｌｏｏＯＪとの論理和（ＦＬＧ＋　１０
００）をとることによってフラグＦＬＧのビットｂ３を
「１」にする。

その後、５ＴＥＰ　１９でフラグＦＬＧがｒｌ　１１１
Ｊか否かをチェックして、すべての気筒についての点火
時期制御系が異常か否かを判別する。

このとき、フラグＦＬＧがｒｌ　１１１Ｊでなければ、
すなわち１以上の気筒の燃焼圧力振動検出手段が正常で
あれば、５ＴＥＰ２０でその正常気筒中の最も遅角して
いる点火時期修正量Ｍｉｎ（ｄｃｉ）を第ｉ気筒の点火
時期修正量ｄｃｉと決定する（ｄｃｉ＋Ｍｉｎ　（ｄａ
ｉ））。

つまり１点火時期制御系に異常が発生したときには、そ
の気筒の点火時期を１点火時期制御系が正常な他の気筒
の内の最もノッキングが起こり易い気筒、つまり点火が
最も遅れている気筒の点火時期に合わせる。

これに対して、５ＴＥＰ１９でフラグＦＬＧがｒｌ　１
１１Ｊであれば、すなわちすべての気筒の点火時期制御
系が異常であれば、５ＴＥＰ２１で第１気筒の点火時期
の修正量ｄｃｉを「０」にする（ｄｃｉ←０）。

次に、第８図における正常時の点火時期修正量算出処理
（ＳＴＥＰ　１７）の詳細について第９図を参照して説
明する。

まず、同図における各略称の意味（既に説明したものを
除く）について説明しておく。

ＳＬ二ノッキングの有無を判定するための基準値である
。

ＫＦＬＧ：ノッキングの有無の判定に使用するフラグで
ある。

ＢＣＮＴ：フラグＫＦＬＧがリセットされた時からの点
火回数を示す値（以下ではｒカウント値ＢＣＮＴＪと称
す）ＫＣＮＴ：フラグＫＦＬＧがセットされた時からの点火
回数を示す値（以下ではｒカウント値ＫＣＮＴＪと称す
）なお、ＫＦＬＧ、ＫＣＮＴ、ＢＣＮＴは各気筒の修正量
決定処理毎に個別的に設けられる。

先ず、５ＴＥＰ５１で前述した非ノツク時の振動エネル
ギ相関値であるｉＢとノック時の振動エネルギ相関値で
ある量にとの比（Ｋ／Ｂ値）を算出して、量Ｂに基づい
て量Ｋを正規化するに／Ｂ算出処理をする。

なお、量Ｂと量にとの比を比を算出する代わりに、量に
の平均値Ｋを求めて量にとｆｆ１Ｋとの比（Ｋ／Ｋ）を
算出して正規化することもできる。

そして、　５ＴＥＰ５２で上述した処理によって算出し
たに／Ｂ値を基準値ＳＬと比較して、Ｋ／Ｂ値＞ＳＬか
否かを判別して、ノッキングが発生したか否かを判定す
る。

このとき、に／Ｂ値＞ＳＬであれば、すなわちノックが
発生していれば、後述する５ＴＥＰ６３に移行する。

これに対して、Ｋ／Ｂ値＞ＳＬでなければ、すなわちに
／Ｂ値≦ＳＬであって、ノッキングが発生していなけれ
ば、５ＴＥＰ５３で後述する５ＴＥＰ６４でノッキング
の発生時にセラ１−する（「１」にする）フラグＫＦＬ
Ｇが「０」か否かを判別する。

このとき、フラグＫＦＬＧが「０」であれば、すなわち
ノッキングが発生していなければ、５ＴＥＰ５４〜５７
でノッキングが発生した時からに／Ｂ値≦ＳＬの状態が
２０サイクル以上継続したときに点火時期を１度進角す
る処理をする。

つまり、５ＴＥＰ５４でカウント値ＢＣＮＴをインクリ
メント（＋１）した後、５ＴＥＰ５５でそのカウント値
ＢＣＮＴが「２０」を越えた（ＢＣＮＴ＞２０）か否か
を判別する。

このとき、ＢＣＮＴ＞２０でなければ、そのまま処理を
終了し、ＢＣＮＴ＞２０であれば、５ＴＩＥＰ５６で点
火時期の修正量ｄｃｉをインクリメント（＋１）Ｌ、て
点火時期を１度進角させた後、５ＴＥＰ５７でカウンｉ
−値Ｂ　ＣＮ　Ｔをクリア　（ＢＣＮＴ＝０）して処理
を終了する。

これに対して、フラグＫＦＬＧが「０」でなければ、す
なわち過去にノッキングが発生していれば、　５ＴＥＰ
５８〜６２においてに／Ｂ値＞ＳＬになった時から２０
サイクル以上に／Ｂ値≦ＳＬの状態が継続したときには
、非ノツクとするための処理をする。

つまり、　５ＴＥＰ　５　Ｂでカウント値ＫＣＮＴをイ
ンクリメント（＋１）した後、　５ＴＥＰ５９でカウン
ト値ＫＣＮＴが「２０」を越えた（ＫＣＮＴ＞２０）か
否かを判別する。

このとき、ＫＣＮＥ＞２０でなければ、そのまま処理を
終了し、またＫＣＮＴ＞２０であれば、５ＴＥＰ６０で
フラグＫＦＬＧをリセッ１−シた後、５ＴＥＰ６１でカ
ウント値Ｋ　ＣＮ　”Ｉ−をクリア（ＫＣＮＴ＝０）し
、５ＴＥＰ６２でカウント値ＢＣＮＴをクリアして処理
を終了する。

これに対して、ＳＴＥ、Ｐ５２でに／Ｂ値＞ＳＴ−にな
ったとき、すなわちノックが発生したときには、５ＴＥ
Ｐ６３でフラグＫＦＬＧが「０」か否かをチェックして
、最初のノッキング発生か否かを判別する。

このとき、フラグＫＦＬＧが「Ｏ」であれば、すなわち
最初のノッキングであれば、５ＴＥＰ６４でフラグＫＦ
ＬＧをセット（ＫＦＬＧ＝１）した後。

５ＴＥＰ　６　’５でカウント値ＫＣＮＴをクリアして
処理を終了する。

これに対して、フラグＫＦＬＧが「ＯＪでなければ、す
なわち２回目以降のノッキングの発生であれば、５ＴＥ
Ｐ６６で過去の点火回数が１０回以内（ＫＣＮＴ≦１０
）か否か、すなわち１０サイクル以内にに／Ｂ値〉ＳＬ
になったか否かを判別する。

このとき、ＫＣＮＴ≦１０でなければ、前述した５ＴＥ
Ｐ６５を実行して処理を終了し、またＫＣＮＴ≦１０で
あれば、　５ＴＥＰ６７で点火時期の修正量ｄｃｉをデ
クリメント（−１）ｕて点火時期を１度遅角させた後、
前述したＳＴ［ＥＰ６５を実行して処理を終了する。

このように、ここでは、ノックが発生したときには、そ
のノックの発生頻度を判定して、この頻度の判定結果に
基づいて点火時期の修正量を決定するようにしている。

なお、上記各５ＴＥＰ５６　、６７における修正量ｄｃ
ｉについては、補正後の修正Ｊｉｄｃｉが予め定めた値
を越えていないか否かの判定等をして、修正Ｊｉｄｃｉ
の値を制限することによって、点火時期が所定値以上進
角あるいは遅角しないようにすることもできる。

また、５ＴＥＰ６７でデクリメントする遅角址は、１／
２度、１／４度というように１度に限るものではなく、
またに／Ｂ値の大きさ、すなわちノックの強度ないし程
度に応じた値にすることもできる。

そして１例えばクランク角センサ３からの基準信号Ｓ２
が入力されたときにエントリイされる第１０図に示すよ
うな処理を行なうプログラムによって点火時期を制御す
る。

つまり、５ＴＥＰ７１で、吸入空気量及び機関回転数等
に応じた基本点火時期りを決定する。なお。

これはＲＯＭＩＩに格納した例えば第１１図に示すよう
な特性値のテーブルルックアップによって行なう。

そして、５ＴＥＰ７２〜７８で、この決定した基本点火
時期り及び前述した処理によって決定した修正量ｄｃｉ
に基づいて、（７０−（Ｄ＋ｄ　ｃ　ｋ）　）の演算を
して、Ｂ　ＴＤＣ（Ｄ十ｄ　ｃ　ｉ　）を基準信号Ｓ２
の入力タイミングからの角度に変換し、ＳＴ［ＥＰ７９
でこの演算結果をｌ１０１３の前述した進角値（ＡＤＶ
）レジスタにセットする。

このように、この内燃機関の制御装置においては、燃焼
状態に相関した相関値である燃焼行程中の筒内圧の振動
エネルギに対応した量Ｋを、量Ｋが最小値となるアイド
ル時の量にの値（Ｋｌｌ／ＩＩＮ）と比較して、Ｋ＜Ｋ
ＭＩＮのときにその気筒の点火時期制御系に異常が発生
したと判定するので、確実に各気筒の点火時期制御系に
異常が発生したことを検出できる。

そして、この異常検出結果（判定結果）と燃焼圧力振動
の検出結果とに基づいて点火時期を制御するので、各気
筒の点火時期制御系に異常が発生した場合に他の点火時
期制御系が正常な気筒の点火時期に制御したり、基本点
火時期に制御することができる。

それによって、一部の気筒についての点火時期制御系に
異常が発生した場合でも１発生トルクの減少、燃費の低
下、排気温の上昇、ノッキングの発生等の不都合を抑制
することができる。

そして、この場合、上記実施例にように他の正常な気筒
の内の点火時期が最も遅い気筒に合せることによって、
ノッキングの発生をおさえつつ発生トルクの減少、燃費
の低下、排気温の上昇等を最小限に抑制することができ
る。

また、上記実施例のようにすべての気筒が異常になった
ときにも、ノック限界に余裕をもって遅角側に設定して
いる基本点火時期で制御することによって、ノッキング
発生を抑制してかつ、を化トルクの減少、燃費の低下、
排気温の上昇等を抑制することができる。

なお、上記各実施例においては、筒内圧センサを点火プ
ラグに設けたが、所謂振動センサをシリンダブロックに
設ける構成等にすることもできる。

また、上記実施例では、各気筒毎に点火時期を制御する
例について述に′たが、複数の気筒を１群として各気筒
群毎に点火時期を制御する場合にもこの発明を同様に実
施できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、燃焼状態相関
値をアイドル時の燃焼状態相関値と比較して点火時期制
御系に異常が発生したか否かを判定し、この判定結果と
燃焼圧力振動の検出結果とに基づいて点火時期を制御す
るようにしたので。

点火時期制御系に異常が発生したときには、基本点火時
期あるいは他の気筒若しくは気筒群の点火時期と同じに
制御することが可能になり、点火時期制御系の故障によ
るノッキングの発生をおさえつつ発生トルクの減少、燃
費の低下、排気温の上昇等の不都合を抑制することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の構成を示す機能ブロック図、第２図
はこの発明を実施した内燃機関の制御装置の構成、を示
すブロック図、第３図は同じく筒内圧センサの一例を示す断面図及び平
面図、第４図は同じく信号処理回路の一例を示すブロック図、第５図は主制御回路が実行する積分器の積分動作制御処
理の説明に供するタイミングチャート図、第６図は異常判定の原理説明に供する機関回転数・吸入
空気量−量に特性を示す線図、第７図は主制御回路が実行する異常判定・点火時を示す
フロー図。第９図は第８図における正常時の点火時期修正量決定処
理の一例を示すフロー図、第１０図は主制御回路が実行する点火制御処理の一例を
示す“フロー図、第１１図は第１０図の基本点火時期算出処理の説明に供
する機関回転数・吸入空気流量−進角値特性を示す線図
である。１Ａ〜１Ｄ・・・筒内圧センサ２Ａ〜２Ｄ・・・チャージアンプ３・・・クランク角センサ５・・・コントロールユニット　　７・・・信号処理回
路７Ｃ・・・整流器　　　　　　　　７Ｄ・・・積分器
８・・・主制御回路　　　　１５・・・点火装置第３図第４図第５図１＋　　１宜　ｔｓ　ｔａ第６図第７図第８図第１０図第１１図 μ

Claims

【特許請求の範囲】１　内燃機関の燃焼圧力振動の検出結果に基づいて点火
時期を制御する内燃機関の制御装置において、前記機関
の燃焼圧力振動を検出する燃焼圧力振動検出手段と、該
燃焼圧力振動検出手段の検出結果を機関の燃焼状態に相
関する相関値に変換し、該相関値をアイドル時の前記相
関値と比較して点火時期制御系に異常が発生したか否か
を判定する判定手段と、前記燃焼圧力振動センサの検出
結果及び前記判定手段の判定結果に基づいて点火時期を
制御する点火時期制御手段とを設けたことを特徴とする
内燃機関の制御装置。２　判定手段が、燃焼圧力振動検出手段の検出結果を燃
焼に対応した区間で整流積分して機関の燃焼状態に相関
する相関値に変換する手段を備えている特許請求の範囲
第１項記載の内燃機関の制御装置。