JPH01280677A - 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】 発明の目的 ［産業上の利用分野］ 本発明は、内燃機関の負荷変動に伴って生じるノッキン
グを抑制する内燃機関の点火時期制御装置ｔこ関する。

［従来の技術］ 従来より、点火時期を進角若しくは遅角させ、内燃機関
に発生するノッキングを抑制して、燃費の向上や出力特
性の向上を図った装置が種々知られている。例えは、運
転状態の急激な変化時に、運転状態の変化に連れてノッ
キング状態が急激に変化して行くので、点火時期制御系
の応答遅れが生じるが、この応答遅れを防止するために
、吸気圧力や吸入空気量等が変化してる過渡期間を検出
し、この過渡期間の間、点火時期を遅角制御しで、過渡
的ノッキングの発生を抑制した装置が提案されている（
特開昭５７−９９２６９）。

また、ノッキングの発生は、空燃比とも密接に関係して
おり、第７図に示すように、例えは、加速時に吸気圧力
が急激に上昇した際に、空燃比がリーン傾向になってノ
ッキングが発生し易い状態となる。従来からの燃料噴射
弁の応答性や電子制御回路の応答性の改善等により、制
御速度を改善した装置によって、これが、第８図に示す
ようコ乙吸気圧力が急激に変化した過渡期間においても
、空燃比の変化が少なくなっている。

こうした点火時間制御や燃料噴射制御等の改善によって
、加速時等の負荷としての吸気圧力が急激に変化してい
る過渡運転時に、ノッキングの発生はほぼ解消されるに
至っている。

［発明が解決しようとする課題］ こうした従来の装置によって、負荷としての吸気圧力が
急激に変化している間のノッキングの発生は抑制できた
。しかしながら、点火時期が遅くなるにしたがって、点
火時の燃焼室内の空気密度が大きくなり、また、燃料が
ビスＩ・ンの方向に落ちて行き、点火プラグの近傍の空
燃比がリーン状態となる場合がある。このようなときに
、点火時間を遅角すると、空気密度が大きいときに、ま
た、空燃比がリーン状態となったときに点火を実行する
こととなり、点火プラグにより着火するために必要とす
る要求電圧が高くなり、点火系統の装置が大型化すると
いう問題があった。また、加速初期に点火時間を遅角す
るために、内燃機関の出力が犠牲にされ、レーシング時
などの吹は上がりが悪くなるという問題もあった。更に
、制御応答性の改善等により、吸気圧力が急激に変化し
ているときには、ノッキングの発生を抑制できた。しか
し、第８図に示すように、負荷としての吸気圧力が急激
ここ変化して、ある吸気圧力からそれより高い吸気圧力
まで変化し、その高い吸気圧力となって、はぼ定常状態
となったある期間Ｔにおいて、例えば、この期間Ｔでは
空燃比が変化してリーン側に片寄る等の何らかの原因に
より、ノッキングが生じる場合があるという問題が生じ
ていた。

そこで本発明は上記の課題を解決することを目的とし、
点火系統の装置の大型化や、出力を犠牲ｔこするといっ
た悪影響を受けることなく、ノッキングの発生を抑制し
た内燃機関の点火時期制御装置を提供することにある。

発明の構成 ［課題を解決するだめの手段］ かかる目的を達成すべく、本発明は課題を解決するため
の手段として次の構成を取った。即ち、第１図に例示す
る如く、 内燃機関Ｍ１の点火時間を回転数と負荷とに応じて制御
する内燃機関の点火時間制御装置において、 前記内燃機関Ｍ１の負荷の変化量を算出する負荷変化量
算出手段Ｍ２と、 該負荷の変化量に基づいて負荷が急激に変化した急変期
間を判定する急変判定手段Ｍ３と、該急変期間経過後に
、前記点火時期を所定期間の間遅角補正する補正手段Ｍ
４と、 を備えたことを特徴とする内燃機関の点火時間制御装置
の構成がそれである。

［作用］ 前記構成を有する内燃機関の点火時間制御装置は、負荷
変化量算出手段Ｍ２が内燃機関Ｍ１の負荷の変化量を算
出し、急変判定手段Ｍ３が負荷変化量算出手段Ｍ２ｊこ
より算出された負萌変化量乙こ基づいて急変期間を判定
して、補正手段Ｍ４が急変判定手段Ｍ３により判定され
た急変期間経過後に、点火時期を所定期間の間遅角補正
するので、装置の大型化や、出力を犠牲にするといった
悪影響を受けることなく、ノッキングの発生を抑制する
ことができる。

［実施例コ 以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

第２図は本発明の一実施例である点火時間制御を行なう
内燃機関の概略構成図である。この内燃機関は内燃機関
本体１内の燃焼室２と各々連通する吸気管４及び排気管
６と、吸気管４の吸入空気中に燃料を噴射する燃料噴射
弁８及び燃焼室２に設けられた点火プラグ１０とを備え
ている。

また、吸気管４には、その人口側から燃焼室２に向かっ
て順次、図示しないアクセルペダルに応じて開閉するス
ロットルバルブ１４と、サージタンク１６とが設けられ
ている。更に、スロットルバルブ１４に連動してスロッ
トルバルブ１４の開度を検出するスロットル開度センサ
２０と、サージタンク１６に配設され負荷としての吸気
圧力Ｐ■を検出する吸気圧力検出センサ２２とが配設さ
れている。

一方、点火プラグ１０の点火に必要な高電圧を出力する
ーイグナイタ２８と、図示しないクランク軸と連動しイ
グナイタ２８で発生した高電圧を点火プラグ１０むこ分
配供給するディストリビュータ３０とが設けられている
。また、このディストリビュータ３０内に取り付けられ
、一定回転する毎に回転角位置信号を出力する、例えは
、クランク軸の２回転で１回転するディストリビュータ
軸３２が３０度回転する毎に回転角位置信号を出力する
回転角センサ３４と、ディストリビュータ３０内に取り
付けられ、１回転中の基準位置で基準位置信号を出力す
る、例えは、ディストリビュータ軸３２が１８０度回転
する勾にパルス信号を出力する基準位置センサ３６とを
備えている。

前記燃料哨躬弁８、点火プラグ１０、スロットル開度セ
ンザ２０、吸気圧力検出センサ２２、回転角センサ３４
、及び基準位置センサ３６は、各々電子制御回路５０に
接続されている。この電子制御回路５０！ｊ：、周知の
ＣＰＵ５２、ＲＯＭ５４、ＲＡＭ５６を論理演算回路の
中心として構成され、−７〜 外部と人出力を行う入出力回路、ここでは入力回路５日
及び出力回路６０をコモンバス６２を介して相互に接続
されている。

ＣＰＵ５２は、スロットル開度センサ２０、吸気圧力検
出センサ２２、回転角センサ３４、及び基準位置センサ
３６からの信号を入力回路５Ｂを介して人力する。一方
、ごれらの信号及びＲＯＭ５４、ＲＡＭ５６内のデータ
に基づいてＣＰＵ５２は出力回路６０を介して燃料噴射
弁８、イグナイタ２８に駆動信号を出力し、内燃機関本
体１を制ｉ卸している。

次に、前述した電子制御回路５０において行われる処理
について、第３図のフローチャーＩ・によって説明する
。

本点火時朋制御装置は、キースイッチ（図示せず）が投
入されると、第３図ここ示す制御ルーチノを他の制御ル
ーチンと共に実行する。第３図に示す遅角制御ルーチン
は、点火後に割り込み処理される。

まず、回転角センサ３４により検出される回転数ＮＥ及
び吸気圧力検出センサ２２ここより検出される負荷とし
ての吸気圧力Ｐｎ＋を読み込む（ステップ１００）。次
ここ、この回転数ＮＥ及び吸気圧力Ｐｍに基ついで、第
４図に示す予めＲＯＭ５４に記憶された点火時期特性の
マツプから、点火進角値θＢＳＥを算出する（ステップ
１１０）。尚、本実施例では回転数ＮＥ及び吸気圧力Ｐ
　ｍから点火進角値θＢＳＥを算出したが、回転数ＮＥ
及び回転数ＮＥと吸入空気量Ｑとの比（Ｑ／Ｎ）に基づ
いて、第４図のマツプと同様のマツプにより点火進角値
θＢＳＥを算出することとしてもよい。

続いて、吸気圧力Ｐ　ｍの変化量△Ｐｕ＋ｉを算出する
（ステップ１２０）。これは、本制御ルーチンを繰り返
し実行することにより、今回の実行ζこより検出された
吸気圧力Ｐ］旧と前回の実行の際に検出された吸気圧力
Ｐｍ１−１との差から吸気圧力Ｐｎ＋の変化量△Ｐｍｉ
　（＝Ｐｍｉ−Ｐｍｉ−１）が算出される。

第５図（Ｂ）に示すように、図示しないアクセルペダル
が操作されて、スロットル開度が変化して、吸気圧力Ｐ
＋ｎがそれに応じて変化する。即ち、車両が加速されよ
うとして負荷が増加すると、負荷に応じて吸気圧力Ｐｍ
が変化する。アクセルペダルが急激に大きく踏み込まれ
ると、第５図（Ｂ）に実線で示すように、吸気圧力Ｐａ
ｎの変化量△Ｐ＋ｎｉは大きな値となる。また、アクセ
ルペダルの操作速度が緩やかであると、第５図（Ｂ）に
二点鎖線で示すように、吸気圧力Ｐ　ｍの変化量△Ｐ　
ｍ　ｉは小さな値となる。尚、ステップ１２０の処理の
実行が負荷変化量算出手段Ｍ２として働く。

次に、この算出された吸気圧力Ｐｍの変化量△Ｐｍｉが
予め設定された所定（＋’１ｌａ（例えは、３０ｍ…Ｈ
ｇ）より大きいか否かを判定する（ステップ１３０）。

吸気圧力Ｐ…の変化量△Ｐ■ｉが所定（ｌｕａより大き
い場合には、加速カウンタＣＡＣＣを１だけ増加させる
（ステップ１４０）。即ち、吸気圧力Ｐ…の変化量△Ｐ
１旧が所定値ａより大きい状態が、連続しているときに
は、加速カウンタＣＡＣＣでその連続回数がカウントさ
れる。

一方、本制御ルーチンを繰り返し実行して、吸気圧力Ｐ
…の変化量△Ｐｍｉが所定値ａ以下となると、後述する
処理ここより算出される過渡遅角量θｋＮＫが０を越え
ているか否かが判定される（ステップ１５０）。この過
渡遅角量θＫＮＫは始動時むこ図示しないイニシャルル
ーチンによって予め０にリセ・ントされており、後述す
る処理が実行される前は、過渡遅角量θＫＮｋは０以下
であり、この場合には、加速カウンタＣＡＣＣが予め設
定された所定値ｂ（例えは、２〜４程度の値）を越えで
いるか否かが判定される（ステップ１６０）。即ち、第
５図（Ｂ）に実線で示すように、アクセルペダルが急激
に踏み込まれて、吸気圧力Ｐｍの変化量ΔＰｍｉが所定
値ａより大きい状態が連続して所定（ｆｌｍ　ｂの回数
以上続いた期間を急変期間と判定する。

車両の速度変化が、第５図（１Ｂ）に二点鎖線で示すよ
うここ、低速度から中速度へ変化した場合や、第５図（
Ｂ）に−点鎖線で示すようここ、中速度から高速度に変
化した場合のように、小さい場合には、吸気圧力Ｐｍの
変イヒ量△Ｐ＋ｎｉが所定値ａより小さいので、急変期
間ではないと判定する。また、吸気管４内の圧力が何ら
かの原因で変化し、吸気−同一 圧力Ｐ１１１の変化量△Ｐ＋ｎｉが所定値ａより大きく
ても、連続して所定値すの回数以上続かないときここは
、急変期間ではないと判定する。尚、ステップ１３０．
１４０，１６０の処理の実行が急変判定手段Ｍ３として
働く。

次もこ、加速カウンタＣ八ＣＣが所定値すを越えている
と、過渡遅角量θｋＮｋを算出する（ステップ１７０）
。即ち、吸気圧力Ｐｍの変化量△Ｐ　ｍ　ｉが所定（ｆ
ｉａより大きい状態が連続して所定値すの回数以上続き
、吸気圧力Ｐｌ′１１の変化量△Ｐ＋ｎｉ＋１が所定値
ａより小さくなった後である急変期間経過後に、過渡遅
角量θＫＮｋを算出する。この過渡遅角量θｋＮｋは、
加速カウンタＣＡＣＣに基づいて、第６図（Ａ）に示す
予めＲＯＭ５４に記憶されたマツプから算出される。加
速カウノタＣＡＣＣが大きいと、過渡遅角量θｋＮｋも
大きな値どして算出される。これは、加速カウンタＣＡ
ＣＣが大きいときは、吸気圧力Ｐ…の変化量ΔＰ　＋ｎ
商５所定値ａより大きい状態が長く続いた状態であり、
急激な変化が長かった分だけ過渡遅角量θｋＮＫも大き
な値と一丁２− するものである。

尚、この算出は、マツプに限らず、加速カウンタＣＡＣ
Ｃを変数とする算出式により算出することとしてもよく
、また、加速カウンタＣＡＣＣに変えて、吸気圧力Ｐｍ
ｊこ基づいて、第６図（Ｂ）に示すマツプによって過渡
遅角量θｋＮｋを算出することとしてもよい。この場合
は、吸気圧力Ｐ…が大きいほど、過渡遅角量θｋＮｋも
大きい値としている。これは、吸気圧力Ｐ　ｍが大きい
ほどノッキングが発生し易いからである。更に、回転数
ＮＥに基づいて、第６図（Ｃ）に示すマツプｔこより過
渡遅角量θＫＮｋを算出することとしてもよい。この場
合は、回転数ＮＥが低いほど、過渡遅角量θＫＮｋを大
きい値としている。これは、吸気圧力Ｐ　ｍが変化して
いるときには、まだ回転数ＮＥはほとんど変化していな
いが、回転数ＮＥが低いほど、前述した点火進角値θＢ
ＳＥが進角側ｔこ設定されており、ノッキング発生限界
に近いので、回転数ＮＥが低いほどノッキングが発生し
易いからである。

この過渡遅角量θｋＮｋを算出すると、次に、前記ステ
ップ１１０の処理により算出した点火進角値θＢＳＥか
ら、この過渡遅角量θｋＮｋを減算して、点火進角値θ
ＢＳＥにセットシ、ＲＡＭ５６内の所定の位置に格納す
る（ステップ１８０）。即ち、点火進角値θＢＳＥを過
渡遅角量θｋＮｋに応じて補正する。次に、加速カウン
タＣＡＣＣを０にリセットする（ステップ１９０）。

こうして算出された点火進角値θＢＳＥは、所定クラン
ク角位置で実行される割り込みルーチンにより読みださ
れて、イグナイタ２日への通電開始時期及び終了時期（
点火時期）を表す点火信号がこの点火進角値θＢＳＥに
応じて求められて、点火プラグ１０により点火が行われ
る。即ち、第５図（Ａ）に示すように、吸気圧力Ｐａｎ
の変化量△Ｐ■１が所定値ａ以下になったときには、点
火進角値θＢＳＥが過渡遅角量θｋＮｋだけ遅角側にさ
れる。

一方、本制御ルーチンを繰り返し実行して、急変期間経
過後に、ステップ１７０の処理により過渡遅角量θｋＮ
Ｋが既に算出されており、ステ・ンブ１５０の処理によ
り、過渡遅角量θｋＮｋが０を越えている場合には（ス
テップ１５０）、過渡遅角量θｋＮｋから予め設定され
た減衰定数Ｋを減算して、再び過渡遅角量８　ＫＮＫに
セットする（ステップ２００）。次に、本制御ルーチン
を繰り返し実行することにより、ステップ１１０の処理
により算出された点火進角値θＢＳＥから、この新たな
過渡遅角量θｋＮＫを減算して新たここ点火進角値θＢ
ＳＥｔこセットする（ステップ１８０）。即ち、ステッ
プ１００ないし１５０．２００．１８０．１９０の処理
を繰り返し実行することここより、第５図（Ａ）に示す
如く、過渡遅角量θｋＮｋは時間の経過と共に徐々に減
衰される。

一方、前述した如く、過渡遅角量θＫＮｋが時間の経過
と共に徐々に減衰されて、０以下となると（ステップ１
５０）、ステ・ンブ１６０の処理乙こで、既にステップ
１９０の処理ｔこより加速カウンタＣＡＣＣは０乙こリ
セットされているので、ステップ１７０．１８０の処理
を実行することなく、ステップ１９０以下の処理を実行
して、本制御ルーチンを一旦終了する。即ち、過渡遅角
量θｋＮｋが０となるまでの所定期間の間、点火進角値
θＢＳＥは過渡遅角量θＫＮＫに応じて補正される。一
方、車速は、第５図（Ｃ）に示すよう乙こ、吸気圧力１
−’　ｍの変化から遅れて上昇し始める。尚、ステップ
１５０．１６０ないし２００の処理の実行が補正手段Ｍ
４としＣ働く。

前述した如く、本実施例の内燃機関の点火時間制御装置
は、負荷としての吸気圧力Ｐ１１１の変化量ΔＰｍｉを
算出し、この変化量△Ｐ　＋ｎ　ｉ　ｈｌ所定値ａを連
続して所定回数す以上続いた急変期間経過後に、過渡遅
角量θＫＮｋに応じて所定期間の間点火進角値θＢＳＥ
を遅角補正する。

従って、本実施例の内燃機関の点火時期制御装置による
と、急変期間経過後に、所定期間の間点火時朋を遅角補
正する。よって、吸気圧力Ｐ　＋ｎか急激に変化してい
る期間（こ、点火進角値θＧＳＰを遅角して、点火プラ
グの要求電圧が高いときに点火を実行することがないの
で、点火系統の装置を大型化する必要がない。また、ア
クセルペダルが踏み込まれた加速初期に、点火進角値θ
ＢＳＥを遅角して、出力を犠牲にするといった悪影響を
受けることがない。更に、第８図に示すような、吸気圧
力Ｐ１１１が急激に変化した後の期間Ｔに発生するノッ
キングを、点火進角値θＢＳＥを遅角補正することによ
り抑制する。

尚、本実施例では、負荷として吸気圧力Ｐｍを用いたが
、負荷として回転数ＮＥと吸入空気量Ｑとの比（Ｑ／Ｎ
Ｅ）を用い、このＱ／ＮＥに基づいて過渡遅角量を算出
するごととしても実施可能である。

以上本発明の実施例について説明したが、本発明はこの
様な実施例に同等限定されるものではなく、本発明の要
旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る
ことは勿論である。

発明の効果 以上詳述したように本発明の内燃機関の点火時間制御装
置は、急変期間経過後も乙、所定期間の間点火時期を遅
角補正して、点火系統の装置の大型化や、出力を犠牲に
するといった悪影響を受けることなく、負荷が急変した
後のノッキングの発生を抑制するという効果を秦する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的構成を例示するブ１コック図、
第２図は本発明の一実施例としての内燃機関の点火時間
制御装置の概略構成図、第３図は本実施例の電子制御回
路において行われる遅角制御ルーチンの一例を示すフロ
ーチャート、第４図は本実施例の点火時期特性のマツプ
を示すグラフ、第５図は本実施例の点火時期制御を説明
するタイムチャート、第６図は本実施例の過渡遅角量を
算出するだめのマツプ、第７図は従来の吸気圧力と空燃
比との関係を示すグラフ、第８図は吸気圧力と空燃比と
の関係を示すグラフである。 Ｍｌ・・・内燃機関　　　Ｍ２・・・負龍変化量算出手
段Ｍ３・・・急変判定手段　Ｍ４・・・補正手段１・・
・内燃機関本体　　１０・・・点火プラグ２０−・・ス
ロットル開度センサ ２２・・・吸気圧力検出センサ ５０・・・電子制御回路 代理人　　弁理士　　定立　勉（ほか２名）第３図 遅角制御ルーチン ＮＥ、Ｐｍ読み込み θＢＳＥの算出 ΔＰｍｉの算出 ΔＰｍｉ＞ａＹＥＳ ？ 第４図 ’ＣＡ の　　　　　　　　　　　　　リ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 内燃機関の点火時期を回転数と負荷とに応じて制御する
   内燃機関の点火時期制御装置において、前記内燃機関の
   負荷の変化量を算出する負荷変化量算出手段と、 該負荷の変化量に基づいて負荷が急激に変化した急変期
   間を判定する急変判定手段と、 該急変期間経過後に、前記点火時期を所定期間の間遅角
   補正する補正手段と、 を備えたことを特徴とする内燃機関の点火時期制御装置
   。