JPS6329061A - 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関し、より具体
的には機関運転の過渡時、特に加速時に発生するノッキ
ングを効果的に回避出来る内燃機関の点火時期制御装置
に関する。

（従来の技術） 高効率、高出力を目上して高圧縮比、高過給圧で機関を
制御する場合ノッキングが大きな障害となる。その対策
としては燃焼室形状の最適化、燃料冷却（最適空燃比）
及び点火時期制御の最適化乃至はノンクツイードバック
点火時期制御手法が採用されており、其の一例としては
特開昭５６−２０７６５号公報記載の技術を挙げること
が出来る。

上記の対策は定常運転状態で発生するノブキングの抑制
に関しては有効であることが確認されているが、燃焼室
形状等が定常運転状態において高効率化のためノック限
界付近に設定されている。

場合、急加速時に発生するノッキングを十分回避出来な
い不都合があった。このことはノンクツイードバック点
火時期制御を行う場合でも同様であり、補正遅れのたや
十分ノッキングを回避出来なかったり、或いは過補正に
よって不要に機関効率を低下させる等の不都合があった
。

従って、本発明の目的は従来技術のかがる欠点を解消す
ることにあり、過渡時を検出して適宜量補正することに
より過渡時のノッキングを効果的に回避出来る内燃機関
の点火時期制御装置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段及び作用）上記目的を達
成するために、本発明は第１図に示す如く、機関の回転
数及び負荷状態を検出する基本運転状態検出手段１０、
機関のクランク角を検出するクランク角検出手段１２、
該クランク角検出手段及び前記基本運転状態検出手段の
出力を入力して基本点火時期を演算する基本点火時期演
算手段１４、機関燃焼室に発生するノッキングを検出す
るノッキング検出手段１６、機関運転の過渡時を検出す
る過渡時検出手段１８、該過渡時検出手段及び前記基本
点火時期演算手段並びにノッキング検出手段の出力を入
力して基本点火時期を所定量補正する過渡時ノッキング
補正量演算手段２０及び該過渡時ノッキング補正量演算
手段の出力を入力して機関燃焼室の混合気を点火する点
火手段２２を備えた内燃機関の点火時期制御装置におい
て、機関運転の過渡時を検出して過渡状態に応じた過渡
時補正量を演算すると共に、該過渡時補正量にノッキン
グ補正量を加算することによって過渡時ノッキング補正
量を演算して基本点火時期を修正し、因って過渡時に発
生するノッキングを回避する如く構成した。

（実施例） 以下、添付図面に即して本発明の詳細な説明する。

第２図は本発明に係る装置の構成を示すブロック図であ
る。同図において、内燃機関２４の回転部近傍には前記
したクランク角検出手段たるクランク角センサ１２が配
され、ピストン２６の上下動に伴うクランク軸の回転角
を検出する。更に、内燃機関２４の吸入空気導入路内の
スロットル弁２８の下流には吸入路負圧センサ３ｏが設
けられ、機関の負荷状態を検出する。前記クランク角セ
ンサ１２は、前記したクランク角検出手段であると共に
、この負圧センサ３０と併せて前記した基本運転状態検
出手段１０を構成する。又、内燃機関２４のスロットル
弁２８は公知の如くアクセルペダル（図示せず）と連動
しており、該スロットル弁２８の付近には其の開弁速度
Δθｔｈを検出する、前記した過渡時検出手段たる開弁
速度センサ１８が設けられると共に、シリンダへラド３
２の近傍には燃焼室３４の燃焼圧力を検出するノ・７ク
センサ３６が配設される。

ノックセンサ３６の出力は適宜増幅された後制御ユニッ
ト３８に入力され、其処でバンドパスフィルタ４０でノ
ッキング周波数成分のみが取り出されて比較器等よりな
るノッキング検出回路４２に入力され其処で所定レベル
と比較されてノッキング発生の有無が検出される。この
ノッキング検出回路４２及びノ・ツクセンサ３６並びに
バンドパスフィルタ４０をもって前記したノッキング検
出手段１６を構成する。

制御ユニット３８は、入出力インタフェース３３ａＳＣ
ＰＵ３８ｂ、メモリ３８ｃ及びクロック３８ｄよりなる
マイクロ・コンピュータより主として構成され、前記し
た基本点火時期演算手段１４及び過渡時ノッキング補正
量演算手段２０として機能する。制御ユニット３８のＣ
ＰＵ３８　ｂには入出力インタフェース３８ａを介して
ノッキング検出回路４２の出力が入力され、更にクラン
ク角センサ１２の出力が波形整形回路４４を介して入力
されると共に、負圧センサ３０及び開弁速度センサ１８
もＡ／Ｄ変換回路４６．４８を介して入力される。

制御ユニット３８の次段には、前記した点火手段たる点
火装置２２が設けられ、制御ユニットの出力を入力して
点火プラグ５０を介して燃焼室３４内の混合気を点火す
る。

続いて、第３図フロー・チャートを参照して本発明に係
る装置の動作を説明する。

先ず、ステップ６０において基本点火時期θｂを演算す
る。これはクランク角センサ１２及び負圧センサ３０を
通じて検出した値に基づいて制御ユニット３８のメモリ
３８ｃ内に格納した基本制御値テーブルを検索して行う
。又、ノッキング以外の水温補正等を適宜加えても良い
。

次いで、ステップ６２において機関運転状態が過渡時、
本実施例の場合加速時にあるか否か判断する。この判断
作業は開弁速度センサ１８を通じて行い、検出値Δθｔ
ｈが加速判別値Δθｔｈｒを超える場合加速時とする。

加速時とされた場合、ステップ６４において過渡時補正
量スタート値Δθｓｔを算出する。第４図はこの補正量
の特性曲線を示しており、加速判別値Δθｔｂｒを超え
て加速時とされた場合、検出値に応じて特性曲線から該
スタート値Δθｓｔを算出する。尚、このスタート値は
遅角値なので、スタート値ΔθＳ已よ負の値である。第
４図の特性図も前記メモリ３８ｃ内にテーブル値として
格納し、開弁速度Δθｔｈで検索可能とする。尚、過渡
時検出手段としてクランク角センサ１２の出力から機関
回転数の変化を検出し、其の急変度から加速時を検出し
ても良い。

続いて、ステップ６６においてノッキング補正量Δθｋ
を演算する。この演算作業は第５図に示すサブ・ルーチ
ンに従って行われ、先ずステップ６６ａにおいてノッキ
ング検出回路４２を通じてノッキング発生の有無を検出
し、続いてステップ６６ｂにおいてノック頻度が所定値
より大きいか否か判断する。この判断作業は、其の時点
から遡った所定点火数間にノックが発生した点火数が占
める割合が所定値以上か否かで判断する。所定値以上と
された場合、ノッキングが発生する蓋然性が高いので今
回ノッキングが現実に発生しているか否かを問わず、ス
テップ６６ｃにおいてノッキング補正量Δθｋを１度遅
角するく減算は遅角を、加算は進角を示す）。このノッ
キング補正量Δθには遅角量を示す負の値であり、初期
値はＯＩｆとする。ノック頻度が所定値未満の場合、ス
テ・ノブ６６ｄにおいて今次点火でノックが発生してい
るか否か判断し、発生している場合同様に１度遅角する
と共に、発生していない場合１度進角する（初期値Ｉｆ
　ＯＩＩとすると、正の値ＩＩ　Ｉ　ＩＦとなる）　（
ステップ６６ｅ）。

再び第３図フロー・チャートに戻ると、ステップ６６に
おいてノッキング補正量Δθｋを演算した後、ステップ
６８において前記の過渡時補正量スタート値Δθｓｔに
、該ノッキング補正量Δθｋに所定係数ｋを乗じた値ｋ
・Δθｋを加算する。即ち、第４図に示す如（、過渡時
補正量スタート値Δθｓｔにノッキング補正量Δθｋを
積み上げる。両者共本来的に遅角補正を示す負の値であ
るが、第５図フロー・チャートにおいて今回ノックでは
ないとされた場合ノッキング補正量Δθには進角値たる
正の値となるので、その場合は減殺されて当初のスター
ト値Δθｓｔより減少した値となる。

続いて、ステップ７０において過渡時補正量ΔθＴを演
算する。第６図はこの補正量ΔθＴの特性曲線を示して
おり、過渡時補正量ΔθＴは、゛′加速時点パ（瞬時点
）において前記スタート値Δθｓｔから開始し、それに
続く加速後処理時間ｔｘ内に経時的に減衰する如く設定
される。従って、最初のステップ６２において加速時点
にあると判断された場合、前記スタート値Δθｓｔをも
って過渡時補正量ΔθＴとする。この補正量ΔθＴは制
御ユニットのメモリ３８ｃ内に記憶し加速後処理時間ｔ
ｘ内の補正量演算に備える。

ステップ６２において加速時点にないと判断された場合
、ステップ７２において加速後処理時間ｔｘ内にあるか
否か判断する。第６図に示す如く、加速時点に続く所定
時間を加速後処理時間ｔｘとし、この判断は開弁速度セ
ンサ１８の出力値Δθｔｈが加速判別値Δθｔｈｒを超
えた加速時点を制御ユニットで検出してタイマ・カウン
タ（図示せず）を介してクロック３８ｄのクロックパル
スを計数して経過時間りを計測する。過渡時補正量Δθ
Ｔは第６図に示す如（、経時的に所定の勾配α′で減衰
する如（設定したので、加速後処理時間ｔｘ内にある場
合には、ステップ７０において初期設定された過渡時補
正量ΔθＴに所定時間当たりの減衰比を乗じた値に経過
時間ｔを乗算して過渡時補正量ΔθＴを求める。この制
御値をメモリ３８Ｃ内にテーブルとして収納する。尚、
加速後処理時間内にもないと判断された場合は、過渡時
補正量ΔθＴをＴ＃　ＯＩＩとする（ステップ７４）。

最後にステップ７６において基本点火時期θｂに過渡時
補正量をΔθＴを加算して点火時期θｉｇを演算して点
火指令する。この場合、過渡時補正量ΔθＴは負の値な
ので、基本点火時期θｂを補正量ΔθＴだけ遅角補正す
ることになり、加速時に発生し易いノッキングに備える
ことが出来る。更に、過渡時補正量をスロットル弁の開
弁速度で検出するテーブル値で初期設定すると共に過渡
状態の遷移に伴う修正値も同様にテーブル値としたので
、補正量の演算が容易であり、＄！微な点火時期制御を
実現することが出来る。

（発明の効果） 本発明は、機関運転の過渡時を検出して過渡状態に応じ
た過渡時補正量を演算すると共に該過渡時補正量にノッ
キング補正量を加算することによって過渡時ノッキング
補正量を演算して基本点火時期を修正し因って過渡時ノ
ッキングを回避する如く構成したので、過渡時に発生し
易いノッキングを効果的に回避することが出来る利点を
備える。従って、定常運転制御においてもノック附界付
近まで点火時期を設定することが出来、高効率、高出力
の機関制御を行うことが出来る利点を備える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のクレーム対応図、第２図は本発明に係
る装置の構成を示すブロック図、第３図は其の動作を示
すフロー・チャート、第４図は過渡時補正量スタート値
の特性曲線図、第５図はノッキング補正量の演算手順を
示すサブ・ルーチンのフロー・チャート及び第６図は過
渡時補正量の特性曲線図である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１） ａ、機関の回転数及び負荷状態を検出する基本運転状態
   検出手段、 ｂ、機関のクランク角を検出するクランク角検出手段、 ｃ、該クランク角検出手段及び前記基本運転状態検出手
   段の出力を入力して基本点火時期を演算する基本点火時
   期演算手段、 ｄ、機関燃焼室に発生するノッキングを検出するノッキ
   ング検出手段、 ｅ、機関運転の過渡時を検出する過渡時検出手段、 ｆ、該過渡時検出手段及び前記基本点火時期演算手段並
   びにノッキング検出手段の出力を入力して基本点火時期
   を所定量補正する過渡時ノッキング補正量演算手段、 及び ｇ、該過渡時ノッキング補正量演算手段の出力を入力し
   て機関燃焼室の混合気を点火する点火手段、 を備えた内燃機関の点火時期制御装置において、機関運
   転の過渡時を検出して過渡状態に応じた過渡時補正量を
   演算すると共に、該過渡時補正量にノッキング補正量を
   加算することによって過渡時ノッキング補正量を演算し
   て基本点火時期を修正し、因って過渡時に発生するノッ
   キングを回避する如く構成したことを特徴とする内燃機
   関の点火時期制御装置。
2. （２）前記過渡時検出手段はスロットル弁開弁速度検出
   手段からなると共に、其の検出値に応じて前記過渡時補
   正量を決定することを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の内燃機関の点火時期制御装置。
3. （３）前記過渡時補正量は、所定時間内において所定比
   率で減衰することを特徴とする特許請求の範囲第２項記
   載の内燃機関の点火時期制御装置。
4. （４）前記過渡時補正量をスロットル弁開弁速度で検索
   するテーブル値としたことを特徴とする特許請求の範囲
   第２項記載の内燃機関の点火時期制御装置。