JPS6361504B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は内燃機関の気筒内圧力によつて気筒内
外に生じる振動もしくは音等によつてノツキング
を検出し、ノツキングの検出された場合には点火
時期を遅角させる機能をもつ内燃機関用点火時期
制御装置に関するものである。 近年、内燃機関に生じるノツキングを検出して
点火時期を遅角させる、いわゆるノツキングフイ
ードバツクシステムが種々検討されている。その
システムの概要は次のとおりである。すなわち内
燃機関の気筒内圧力によつて気筒内外に生じる振
動もしくは音等を検出して、それら振動もしくは
音等が設定レベル（ノツキング判定レベル）を超
えた場合にノツキングと判定し、ノツキング信号
を発生する。このノツキング信号が生じた場合に
は点火時期を遅角させ、逆に生じなかつた場合に
は点火時期を進角させることにより、点火時期を
常にノツキング限界付近にコントロールし、機関
の燃費、出力性能を向上させるものである。 このノツキングフイードバツクシステムにおい
ては、ノツキングを検出した場合に遅角させる
量、すなわちノツキング１回当りの遅角量はあら
かじめ決められており通常１℃Ａ程度である。こ
のノツキング１回当りの遅角量は点火時期の制御
性に関係する最も重要なフアクタである。これ
を、第１図を用いて説明する。第１図のａ図及び
ｂ図は定常時の点火時期変動を表わし、ｃ図は過
変時の点火時期応答性を表わしている。第１図ａ
〜ｃ図はともに横軸が時間、縦軸が点火時期であ
る。 ここでａ図はノツキング１回当りの遅角量が大
きい場合（たとえば２℃Ａ）の定常時の点火時期
変動を表わしており、ｂはノツキング１回当りの
遅角量が小さい場合（たとえば0.5℃Ａ）の定常
時の点火時期変動を表わしている。ａ，ｂ図と
も、図中に一点鎖線で表示してあるのは点火時期
制御の目標となる点火時期であり、通常、トレー
スノツク限界の点火時期に相当する。この点火時
期においては機関が適度なノツキング状態にな
り、出力、燃費が向上する。ａ図，ｂ図を比べて
みれば定常時の制御性はノツキング１回当りの遅
角量が小さい方（ｂ図）がすぐれていることは一
目で判る。なぜならば遅角量が大きい場合（ａ
図）には目標点火時期からのずれが大きく、点火
時期が進角側にずれた場合にはノツキング音が増
大し、逆に遅角側にずれた場合には出力、燃費に
損失が生じるからである。もちろんノツキング１
回当りの遅角量をあまり小さくしすぎるとノツキ
ングの消音効果が減るため、定常時ではおよそ
0.3〜0.5℃Ａ程度が良い。以上のとおり定常時の
点火時期制御性はノツキング１回当りの遅角量が
小さい方が良い。 しかしながら過渡時の点火時期応答性に関して
は逆のことが言える。第１図のｃ図は過渡時（急
加速時）の点火時期応答性を示しているが、ｃ図
において１は遅角量が小さい場合（たとえば
0.5CA）、２は遅角量が大きい場合（たとえば２
℃Ａ）を表わしている。同図よりノツキング１回
当りの遅角量が小さい場合（１の場合）には点火
時期応答性が悪く、従つて急加速時のような過渡
時にはノツキングが続発し、運転者に不快感を与
え、しいては機関の損障を生じることになる。従
つて過渡時にはノツキング１回当りの遅角量を大
きくする必要がある。以上のことから、定常時の
点火時期制御性及び過渡時の点火時期応答性を共
に向上させるには、定常と過渡を判別してノツキ
ング１回当りの遅角量を切替えることがどうして
も必要になる。 しかしながら従来、定常と過渡を精度良く判別
する手段がなかつたため、ノツキング１回当りの
遅角量を切替えることができなかつた。たとえ
ば、機関の加速を検出して遅角量を切替える方法
では、機関の個体差、環境条件等により加速状態
でも軽微なノツキングしか発生しない場合もあ
り、この場合に大きな遅角量を設定したために不
必要に大きな遅角を生じてしまい、加速性能を損
つてしまうことが多々あつた。従つて従来は定常
及び過渡時の両者の妥協する遅角量（たとえば７
℃Ａ）を設定していたために、定常時、過渡時と
も性能が悪化することを余儀なくされていたので
ある。 本発明は上記問題点に鑑み、ノツキング検出手
段によりノツキングの強度を検出すると共に加速
検出手段により加速状態を検出し、この２つの検
出情報に応じて機関の定常と過渡を判別すること
によつてノツキング１回当りの遅角量を変化さ
せ、定常時の運転性能および過渡時の運転性能の
両方を向上させる内燃機関用点火時期制御装置の
提供を目的とする。 すなわち、加速検出手段によつて加速が検出さ
れかつノツキング検出手段から強度の大きなノツ
キングが検出された場合には即座に過渡状態であ
ると判断し、ノツキング１回当りの遅角量を増す
ことにより過渡運転性能の向上をはかり、逆に加
速が検出されない場合あるいは加速が検出されて
も小さなノツキングしか検出されない場合は、定
常状態あるいは軽度の過渡状態と判断し、ノツキ
ング１回当りの遅角量を比較的小さな量に保持す
ることによつて定常運転性能の向上をはかるもの
である。 これは、定常状態においてはノツキングフイー
ドバツクシステムによつて点火時期が制御された
場合に発生するノツキングの強度は比較的小さい
が、加速時のような過渡状態においては大きなノ
ツキングが発生するという事実に基づいている。 しかしながら定常状態においても大きなノツキ
ングが散発的に生じることがあり、このときに加
速信号を検出しないと第２図ｂのように定常時に
不必要に大きな遅角が混じり定常性能が損われ
る。また、逆に加速信号だけを検出すると、その
加速によつて生じるノツキングの発生状態にかか
わらず大きな遅角をするために、機関の個体差、
環境条件等によりあまり大きな遅角を必要としな
い加速時でも第２図ａの２のように大きく遅角し
加速性能を損う。（本来第２図ａの１の遅角程度
で充分である。） 従つて本発明のように加速信号とノツク強度の
両方の情報から定常と過渡を判別して遅角量を切
替えると、以上のような問題点は解決され従つて
定常及び過渡の両性能が従来に比べ大幅に向上さ
れる。 以下本発明を図に示す実施例により説明する。
第３図は本発明の第１実施例を示すブロツク図で
ある。第１図において１は機関のノツキング現象
に対応した機関本体の振動を圧電素子式（ピエゾ
素子式）、電磁式（マグネツト，コイル）等によ
つて検出するノツキング検出器、２は機関の加速
現象に対応した機関のスロツトル開度、吸気負
圧、回転数を検出する加速検出器、３は機関の基
本点火時期を設定するフルトランジスタ式のデイ
ストリビユータ、４はノツキング検出器１、加速
検出器２、及びデイストリビユータ３の信号を受
けて実際の点火時期を決定し、点火時期制御信号
を発生する点火時期制御回路、５はこの点火時期
制御信号を電流増幅して、イグニツシヨンコイル
（図示されていない）に通電遮断を行なわしめる
イグナイタである。点火時期制御回路４の構成は
次のとおりである。４１はノツキング検出器１の
信号を受けて機関のノツキング発生の有無及びノ
ツキング強度を検出しこれに応じたノツキング信
号を発生するノツキング検出回路、４２は加速検
出器２の信号を受けて加速を検出するための加速
検出回路、４３はデイストリビユータ３のピツク
アツプ信号を波形整形し、基本点火時期をとり出
すための波形整形回路、４４はノツキング検出回
路４１より出力されるノツキング信号と加速検出
回路からの加速信号とによりノツキング１回当り
の遅角量を変化される遅角量可変回路、４５は遅
角量可変回路４４から出力されるノツキング１回
当りの遅角量に対応した遅角量信号及びノツキン
グ検出回路４１から出力されるノツキング信号を
受けて、基本点火時期からの遅角量を演算する遅
角量演算回路、４６は波形整形回路４３より出力
される基本点火時期から、遅角量演算回路４５よ
り出力される遅角量をさし引いて実際の点火時期
を決定する点火時期演算回路である。 次に第４図を用いてノツキング検出回路４１の
詳細構成を説明する。４１０１はノツキング検出
器１の出力をノツキング周波数成分のみ選別して
取出すためのバンドパス、ハイパス等のフイル
タ、４１０２はフイルタ４１０１の出力を半波整
流するための半波整流器、４１０３は半波整流器
４１０２の出力を積分し、ノツキング検出器１の
振動出力の平均値を取出すための積分器、４１０
４は積分器４１０３の出力をK₁倍に増幅し、第
１のノツキング判定レベルを作り出すための増幅
器、４１０５は同じく積分器の出力をK₂倍に増
幅し、第２のノツキング判定レベルを作り出すた
めの増幅器、４１０６は半波整流器４１０２の出
力と増幅器４１０４によつて作られる第１の判定
レベルを比較し、半波整流器の出力の方が大きい
ときに出力電圧を発生する比較器、４１０７は同
じく半波整流器の出力と第２の判定レベルとを比
較するための比較器であり、４１０６の比較器と
同じものが使用できる。４１０８，４１０９は比
較器４１０６，４１０７の出力の立上りでトリガ
がかかり、その電圧信号をトリガから一定時間だ
け持続させる単安定マルチバイブレータである。
この場合にも４１０８と４１０９は同じ単安定マ
ルチバイブレータを使用することができる。 このノツキング検出回路の作動を第５図を用い
て説明する。第５図においてａ図はフイルタ４１
０４の出力信号で、ノツキング検出器１の出力の
うちノツキング周波数成分（６〜9KHz）のみを
選別して取出した信号である。ａ図においてa₁，
a₂，a₃は３つの異なるノツキング状態に対応した
出力を表わしている。すなわちa₁は比較的小さな
ノツキング、a₂は比較的大きなノツキング、a₃は
ノイズもしくは極端に小さいノツキングである。
ｂ図はａ図を整流器４１０２によつて半波整流し
た後の信号、ｃ図はｂ図信号を積分器４１０３及
び増幅器４１０４，４１０５によつて積分、増幅
した後の信号である。ここでｃ図の１（実線表
示）は増幅器４１０４で作られる第１のノツク判
定レベル、ｃ図の２（点線で表示）は増幅器４１
０５で作られる第２のノツク判定レベルである。
ｄ図はｂ図とｃ図を同時に描いた図である。ｅ図
は比較器４１０６の出力、ｆは比較器４１０７の
出力信号である。いずれも整流器４１０２の出力
信号（ｂ図）がノツキング判定レベルよりも大き
い場合にハイ（High）レベルになり、小さい場
合にはロウ（Low）レベルになる信号である。
ｇ，ｈ図はそれぞれ単安定マルチバイブレータ４
１０８，４１０９の出力信号で比較器４１０６，
４１０７の出力信号（ｅ図，ｆ図）の立上りでト
リガされ一定時間T₁だけHighレベルになる信号
である。ａ図におけるノツキングa₁及びa₂は第１
のノツキング判定レベルで定まる所定の大きさ以
上のため、ｇ図のようにノツキングを判定されて
ノツキングパルスが出力される。 すなわち第１のノツキング判定レベルはノツキ
ングの有無を判別するためのレベルであり、その
判定の結果がｇ図のノツキングパルスとなつて出
力される。また第２のノツキング判定レベルはノ
ツキングの強弱を判別するためのものであり、第
２の判定レベルを超える大きさのノツキングが発
生した場合にはｈ図のようなノツキングパルスが
出力される。こうして単安定マルチバイブレータ
４１０８からはノツキングの有無による出力信号
が発生し、４１０９からは強いノツキングが発生
した場合に出力信号が発生することになり、ノツ
キング検出回路４１はノツキングの有無及びノツ
キング強度に応じた信号を出力する。 次に加速検出回路４２の構成及び作動を説明す
る。第６図は加速検出回路を示す構成図である。
第６図において２は加速検出器でスロツトル開度
センサ、マニホールド圧力センサ、回転数センサ
等が使用できる。加速検出器４２において、４２
１は加速検出器の出力を微分する微分回路、４２
２は微分回路４２１の出力値に境を作るためのス
レツシホールド電圧、４２３は微分回路４２１の
出力とスレツシユホールド電圧４２２を比較して
微分回路４２１の出力の方が大きいときにハイ
（High）レベル状態になる比較器、４２４は比較
器４２３の信号立上りでトリガがかけられ、一定
時間だけ信号をHigh状態に持続させる単安定マ
ルチバイブレータである。 第７図を用いて加速検出回路の作動を説明す
る。第７図においてａ図は加速検出器２の出力を
表わしている。この場合はスロツトル開度に応じ
て出力が増大するポテンシヨメータ式のスロツト
ル開度センサを使用しているが、マニホールド圧
力、回転数を検出センサでも同様に使用できる。
ｂ図は機関の加速状態に入つた時の加速検出器２
の出力変化を示している。同ｂ図において１の矢
印がアクセルの踏込開始点、２の矢印がアクセル
の踏込終了点を表わしている。加速度はこの加速
検出器２の出力の時間的変化率の大きさに応じて
大きくなるため、微分回路４２１の出力ｃ図が加
速度の大きさに応じた出力となる。この微分回路
４２１の出力はスレツシユホールドレベル（ｃ図
中の一点鎖線で表示してある）と比較され、この
レベルを超えるときに機関が加速状態に入つたと
判定し比較器４２３よりｄ図のような信号が発生
する。この信号ｄは単安定マルチバイブレータ４
２４により一定時間T_AだけHigh状態を保つ。こ
れは、一般に加速時のノツキングが発生するのは
加速された瞬間ではなく加速後約0.1秒程度経過
したときに起きるため、このときまで加速信号を
持続するためである。 次に本発明の主眼となる遅角量可変回路４４及
び遅角量演算回路４５の詳細構成及び動作を以下
図に従つて説明する。第８図は遅角量可変回路４
４及び遅角量演算回路４５の詳細な構成を表わす
ものである。第８図において４４１は単安定マル
チバイブレータ４２４と４１０９が共にHigh状
態のときにHigh状態となるAND回路、４４２は
AND回路４４１がHigh状態の間だけ閉じる（導
通される）トランジスタ等で構成されたスイツ
チ、４４３，４４４は一定電流I₂及びI₁を供給す
るための定電流源、、４５１は単安定マルチバイ
ブレータ４１０８がHigh状態の間だけ（すなわ
ちノツキングパルスが生じている間だけ）導通す
るスイツチ、４５２は一定電流I₃を放出するため
の定電流源、４５３は充放電用のコンデンサ、４
５４はコンデンサの電圧を安定して取り出すため
のバツフアである。 次に第９図に従つてこの遅角量可変回路４４及
び遅角量演算回路４５の動作を説明する。ａ図は
加速検出回路４２から出力される加速信号であ
る。すなわち加速が検出された時点から時間T_A
だけHigh状態を保つ信号である。ｂ図は単安定
マルチバイブレータ４１０９の出力信号であり、
大きなノツキングが発生した場合にのみ出力され
る。ｃ図は単安定マルチバイブレータ４１０８か
ら出力されるノツキングパルスであり、ノツキン
グの有無に応じて出力されるパルスである。ｄ図
はAND回路４４１の出力信号であり、加速信号
（ａ図）とノツキング強度信号（ｂ図）の論理積
信号となる。すなわち加速が検出されかつ大きな
ノツキングが発生したときのみにHigh状態にな
る信号である。この信号ｄがHigh状態になると
スイツチ４４２は導通状態となり定電流源４４４
の一定電流I₁に対して定電流源４４３の一定電流
I₂が加わり、遅角量演算回路４５に大きな電流を
流し込むようにする。すなわちI₁と（I₁＋I₂）の
２つの電流値が信号ｄによつて切替えることによ
る。さて一方単安定マルチバイブレータ４１０８
から出力されるノツキングパルス（ｃ図）は遅角
量演算回路４５のスイツチ４５１を導通状態にす
る。スイツチ４５１が導通状態になると遅角量可
変回路４４で決定された電流I₁または（I₁＋I₂）
が充放電回路（４５２及び４５３）に供給され
る。このときのコンデンサ４５３の電圧が実際の
遅角量に対応する。この電圧がｅ図である。ノツ
キング１回当りの遅角量はI₁及びI₂の値を適切に
選ぶことにより例えばI₁に対しては0.5℃Ａ（I₁＋
I₂）に対しては２℃Ａのように設定することがで
きる。 以上のように加速が検出されかつ大きなノツキ
ングが発生した場合には大きな遅角量（たとえば
２℃Ａ）を設定することにより過渡応答性を増
し、逆に加速が検出されない場合あるいは加速が
検出されても大きなノツキングが発生しない場合
には小さな遅角量（たとえば0.5℃Ａ）設定する
ことにより定常時の安定性を増すと同時に、環境
条件等により加速をしてもほとんど大きなノツキ
ングが発生しない状況に対して不必要な遅角をさ
けて加速性能を最大限に上げることができる。 上記第１の実施例においては加速検出回路４
２、遅角量可変回路４４、遅角量演算回路４５、
点火時期演算回路４６を個々の電気回路で構成し
ていたが、マイクロコンピユータ（マイコン）を
使用することによりそれらの働きのすべてもしく
は一部をソフトウエア的な技巧に置きかえること
ができる。また第１の実施例においてはノツキン
グの強度判別を２つのノツキング判定レベルによ
つて行なつていたが、これを一つのノツキング判
定レベルだけを用いて判別することもできる。以
上のことを第２の実施例として第１０図に示す。 第１０図において６は４気筒４サイクルエンジ
ン、１はエンジン６に固着され、ノツキング発生
時の特有のエンジン振動を検出するノツキング検
出器、６１はスタータであり、６１１はスタータ
スイツチである。７はエンジン６の回転角度位置
を測定する回転角センサであり、エンジン６が回
転して上死点位置になつた時に上死点信号を発生
し、また上死点位置からエンジン１回転を等分し
た一定クランク角度（例えば本実施例においては
30度）回転する毎に回転角度信号を発生する。８
は吸気圧センサであり、エンジン６の吸気マニホ
ールド６３から配管６３１により圧力が圧力入力
口に伝達され、吸気マニホールド圧力を測定す
る。６２は公知の燃料供給装置である。５及び９
は点火アクチユエータとしてイグナイタ、点火コ
イルである。点火時期制御回路４は、回転角セン
サ７で発生される回転角度パルスの発生する時間
間隔からエンジンの回転数を求め、また、圧力セ
ンサ８の出力電圧から吸気マニホールド圧力を計
算して、エンジンの運転状態を測定するととも
に、ノツキング検出器１の出力信号からノツキン
グ発生状態を検知して、点火時期を制御する。ま
た、エンジン始動時は特定の点火時期に制御する
ため、スタータスイツチ６１１からスタータ６１
へ供給される電圧がスタータ信号として点火時期
制御回路４に入力される。また、点火コイルの通
電時間をバツテリ電圧に応じて変えるため、バツ
テリ電圧がバツテリ電圧信号として点火時期制御
回路４に取込まれる。６５は点火時期制御回路４
の必要とする電圧の電力を、車輌が搭載するバツ
テリ６９の電圧から生成する電源である。 第１０図装置における点火時期制御回路４の構
成が第１１図に示される。４９０は点火時期を算
出する中央処理ユニツト（CPU）で８ビツト構
成のマイクロコンピユータを用いている。 ４９７は制御プログラム、制御定数を記憶して
いる読出し専用記憶ユニツト（ROM）、４９８
はCPU４９０が制御プログラムに従つて動作中、
制御データの記憶に使用される一時記憶ユニツト
（RAM）を示す。４９１は割込み制御部であり、
エンジンの回転角センサ７の回転角度信号パルス
発生による割込みを行なわせるものである。 タイマー部４９２は8μsごとに発生するクロツ
ク・パルス信号をカウントする16ビツトのカウン
タと回転角センサ７の回転角度信号パルスが発生
する毎にカウンタの値を格納保持するラツチから
構成される。従つて、回転角度パルス発生の割込
み処理にてCPU４９０がクランク角カウンタ部
４９３の値を読出して、エンジンの回転角度位置
を知るとともに、タイマー部４９２のラツチの値
を読出し、この操作を２つの回転角度位置にて行
いラツチの値の差を求めることにより、２つの回
転角度位置の間をエンジンが回転する時間が測定
でき、また、エンジン回転数を計測できる。 クランク角カウンタ部４９３は、回転角センサ
７の回転角度信号でカウントアツプし上死点信号
の発生の次の回転角度信号が発生した時、このカ
ウンタ値「０」にリセツトされエンジン回転と同
期がとられる。従つて、クランク角カウンタの値
をCPUが続出することによりエンジン回転角度
位置を30度クランク角度単位で知ることができ
る。４１はノツキング検出器１の信号よりノツキ
ング強度に比例した数のノツキングパルスを出力
するノツキング検出回路であり、４７は例えば上
死点毎にリセツトされノツキングパルスを計数し
２進数の並列信号に変換するカウンタである。４
８はカウンタ４７の並列出力を計数値によつて場
合分けを行い、より少ない数の接続線に変換する
符号変換器（エンコーダ）である。 デイジタル入出力ボート４９５は、論理信号の
入出力に使用されるボートであり、エンコーダ４
８を通つたノツキング信号（並列信号）が入力さ
れる。またエンジン始動時のスタータスイツチ６
１１がオンされていることを認識するために、ス
タータスイツチ６１１からスタータ６１へ供給さ
れる電圧レベルを入力する。また割込み制御部４
９１へ供給するプログラム割込信号を発生するの
に使用される。 アナログ入力ポート４９４はアナログ信号の電
圧値を計測するものであり、エンジン６の吸気マ
ニホールド圧力を測定する吸気圧センサー８の出
力電圧信号と、点火コイル９の通電時間のバツテ
リー電圧補正を行うため、バツテリー電圧をアナ
ログ―デイジタル変換する。 通電点火制御部４９６は、イグナイタ５のコイ
ル電流アクチユエータ回路に通電、点火信号を生
成するものである。この通電点火制御部４９６
は、ダウンカウンタをいくつか持つており、ダウ
ンカウンタのカウント開始すべきクランク角カウ
ンタの値及びダウンカウント値とをCPUから指
示され、ダウンカウンタの値が「０」になつたと
きに通電の場合はレベル「０」に、点火の場合は
レベル「１」にする。４９９はコモンバスであ
り、CPUはこのバス信号線に制御及びデータ信
号を乗せ、周辺回路の制御及びデータの送受を行
なう。 次にノツキング検出回路４１、カウンタ４７、
エンコーダｚ４８の動作を説明する。第１２図は
ノツキング検出回路４１の詳細構成を示すもので
ある。第１の実施例（第４図）と異なる点は増幅
器４１０５、比較器４１０７、単安定マルチバイ
ブレータ４１０８及び４１０９を削除したことで
ある。すなわち第１の実施例においては、２つの
ノツキング判定レベルを用いてノツキングの強度
を判別していたがこの第２の実施例においては１
つのノツキング判定レベルだけでノツキングの強
度を判別しようとした点に特微がある。比較器４
１０６までの動作は第１の実施例におけるノツキ
ングの有無の判別の方法（第１の判定レベルとセ
ンサ信号の比較法）と同じため詳細は省略する
が、概略をもう一度述べると、ノツキングセンサ
信号が、ノツキング判定レベルを超えると比較器
の出力が“High”レベルとなる。ノツキングセ
ンサ信号は通常高周波信号（６〜9KHz）なので
出力はパルスとなる。このパルス（ノツキングパ
ルス）は、信号が判定レベルを横切つた時間だけ
出力されるが、その時間はノツキングの強度に比
例している（第１実施例における第５図参照。大
きなノツキングa₂は小さなノツキングa₁に比べて
比較器から出力されるパルス数が多いことがｅ図
に示されている）。 そこで、このノツキングパルスの数はノツキン
グ強度に比例しており、この数を計数することに
よりノツキング強度をとらえることができる。そ
の計数をカウンタ４７によつて行ない、２進数の
並列信号を出力する。この並列出力はノツキング
パルスを例えば256発以内でカウントする場合、
8bitの情報量が必要である。つまり８本の接続線
が必要となる。そこで、次のエンコーダ４８によ
つてノツキングパルスの数（カウンタ４７の計数
値）によつて場合分けを行ない、より少ない接続
線にすることができる。例えば8bitの信号を４つ
に場合分けすれば接続線は２本に縮小することに
なる。この様にノツキング強度によつて場合分け
されたノツキング信号は、デイジタル入力ポート
４９５へ入力される。このエンコーダからデイジ
タル入力ポート４９５へ入力される信号はたとえ
ば下表のようになつている。

【表】

【表】 こうしてエンコーダからの信号（Q₀，Q₁）状
態によつて、CPUはノツキングの強度を判別す
ることができる。 次に点火時期演算の方法を説明する。第１３図
は点火時期演算方法の一例を示すフローチヤート
である。まず回転角センサと吸気圧センサ信号よ
り求めた回転数Neと吸気圧P_nをもとにメモリに
記憶しておいた運転状態に対応した基本点火時期
θ_B（回転数と吸気圧からなる２次元マツプ）を求
める。次に吸気圧の変化によつて機関が加速状態
に入つたかどうかを検出する。その方法はたとえ
ば次のようにすれば良い。まず、今回計測された
吸気圧力をＰとし、１サイクル前で計算された吸
気圧力をP_ni-1とすれば今回の吸気圧力P_niをＰと
はせずにP_ni＝７・P_ni-1＋Ｐ／８で計算する。これ は吸気マニホールドには脈動が在するために単純
にP_ni＝Ｐとした場合には、この脈動を受けて吸
気圧計測に誤差が生じるからである。従つて８サ
イクル分の平均値で吸気圧を決定するために上述
のような演算をする。このようにして決められた
P_niを使つて基本点火時期θ_Bを求めれば点火時期
精度が大幅に向上する。さて加速検出はこのP_ni
及び１サイクル前のP_ni-1を使つて行なわれる。
すなわち機関が加速状態に入ると吸気圧力は大き
く変化するからP_ni-1とP_niの差が大きくなる。従
つて今回のP_niが先回のP_ni-1より大きくかつその
差が所定の値より大きいときに加速が生じたと判
定できる。こうして加速が検出されると、加速タ
イマACCに所定の定数がセツトされる。これは
加速が検出されてから所定のサイクル数の経過を
カウントするためのタイマの働きをする。すなわ
ち加速時のノツキングは加速直後ではなく、その
後0.1秒くらい経過してから発生することが多い
ため、その時まで加速検出状態を保持するためで
ある。もし今回のサイクルが加速ではないと判定
された場合には加速タイマACCは１つだけカウ
ントダウンされる。 次に吸気圧P_nがP₁（たとえば―360mmＨｇ）よ
り小さい場合は確実にノツキングが発生しない軽
負荷と判断する。P₁より大きい場合にはノツキ
ング検出回路からノツキングパルスを受けたかど
うかによつてこの燃焼サイクルがノツキングサイ
クルであるかどうかを判別する。ノツキングサイ
クルと判断された場合には進角タイマをリセツト
する（Ａ＝０）。そして加速タイマACCの値が０
か否かを判定し、０ならば定常状態と判断してノ
ツキングの強度に関係なくノツキング１回当りの
遅角量Δθを比較的小さな値0.5℃Ａに設定する。
逆に加速タイマACCの値が０でないならば加速
状態が続いていると判定する。加速状態が続いて
いると判定された場合にはエンコーダ４８から入
力された信号をもとにノツキングの強度に応じた
遅角量を設定する。たとえば0.5゜，1゜，２℃Ａの
ように遅角量Δθをノツキングの強度に応じて変
化させる。 次に補正点火時期θ_cをθ_c＋Δθによつて算出す
る。補正点火時期θ_cは基本点火時期からの遅角度
である。θ_cには上限θ_cmaxを定めておきこれ以上
遅角させないリミツタの働きをさせる。そして次
回の点火のための最終的な点火時期θをθ＝θ_B−
θ_cにより算出する。 一方今の燃焼サイクルがノツキングサイクルで
ない場合には進角タイマをひとつだけカウント
upする（Ａ＝Ａ＋１）。さらに進角タイマが所定
の数に達しているかどくかを調べ所定数に達して
いる場合にはθ_A（たとえば0.5℃Ａ）だけ補正点火
時期を減じ、従つて進角方向に点火時期を修正す
る。 さてP_n＜P₁のときはノツキングが発生しない
軽負荷であるため、進角タイマＡを０にリセツト
すると共に補正点火時期を０にする。この場合の
点火時期θはθ_Bに等しくなり最進角状態となる。
これは軽負荷時にすばやく最進角状態にすること
により遅角による性能ロスをふせぐためである。
以上のようにして点火時期が演算されイグナイ
タ、コイルを通じて機関に点火される。 以上述べたように本発明は、機関の加速状態と
ノツキングの強度の両方から定常と過渡の程度を
判別してノツキング１回当りの遅角量を切替えて
変化させているので、機関の個体差、環境条件等
に影響されることなく、定常時の運転性能および
過渡時の運転性能の両方を従来装置に比べて大き
く向上させることができるという優れた効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は点火時期変動と遅角量の
関係を示す特性図、第３図は本発明の第１の実施
例を示す全体構成図、第４図は第３図中のノツキ
ング検出回路の詳細構成図、第５図は第４図各部
の信号波形図、第６図は第３図中の加速検出回路
の詳細構成図、第７図は第６図各部の信号波形
図、第８図は第３図中の遅角量可変回路および遅
角量演算回路の詳細構成図、第９図は第８図各部
の信号波形図、第１０図は本発明の第２の実施例
を示す全体構成図、第１１図は第１０図中の点火
時期制御回路の詳細構成図、第１２図は第１０図
中のノツキング検出回路の詳細構成図、第１３図
は第１１図の点火時期制御回路における処理手順
を示すフローチヤートである。 １……ノツキング検出器、２……加速検出器、
４……点火時期制御回路、５……イグナイタ、６
……エンジン、７……回転角センサ、８……吸気
圧センサ、９……点火コイル、４１……ノツキン
グ検出回路、４２……加速検出回路、４４……遅
角量可変回路、４５……遅角量演算回路、４９０
……中央処理ユニツト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 内燃機関のノツキングを検出するノツキング
   検出器と、このノツキング検出器からの出力信号
   に応じて点火時期制御信号を発生する点火時期制
   御手段と、この点火時期制御信号により点火信号
   を発生する点火装置とを含む内燃機関用点火時期
   制御装置において、機関の加速状態を検出する手
   段と、検出されたノツキングの強度の大小を判別
   する手段と、これら２つの手段からの出力信号状
   態に応じて機関の加速状態が検出され、かつ大き
   なノツキングが検出された場合にノツキング１回
   当りの遅角量を増大させる手段とを備えることを
   特徴とする内燃機関用点火時期制御装置。