JPH0260868B2

JPH0260868B2 -

Info

Publication number: JPH0260868B2
Application number: JP55085136A
Authority: JP
Inventors: Toshio Furuhashi; Noboru Sugiura
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1980-06-25
Filing date: 1980-06-25
Publication date: 1990-12-18
Also published as: JPS5710770A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はエンジンの点火時期制御方法及び装置
に係り、特にノツクの発生の検出により点火時期
を制御する方法及び装置に関するものである。

エンジンに発生するノツクは、ノツク音を伴う
ため運転者の気分を低下させるとともに、逆トル
クの発生によりエンジンの出力低下、或いはエン
ジンの過熱による破壊を招くものである。このノ
ツクは点火時期と密接な関係を持つており、エン
ジンの特性上、ノツク発生の直前に点火時期即ち
点火進角を設定するとエンジン出力を最大にでき
ることが知られている。従つて、ノツクの発生を
避ける結果、点火進角を小さくすることは、逆に
エンジン出力を低下させることにもなるので、点
火時期はノツク発生直前に制御することが要求さ
れる。

U.S.P.4002115は、ノツクの発生を検出したと
き点火進角度を遅角させ、その後徐々に点火進角
度を進角させてゆき、その進角を進めてゆく過程
においてノツクが生じたとき、再び点火進角度を
遅角させ、このような動作を繰返して点火時期の
制御を行う方法を開示している。さらにこの技術
は特開昭54−84142号公報にも開示されている。

かかる制御においては、常に徐々に点火時期を
進角方向に進めてゆき、ノツクが発生したときに
遅角させているため、そのノツク発生の周期に応
じてエンジンのトルクが変動し、このトルク変動
がエンジンの走行性に悪影響を与える結果とな
る。この悪影響を極力少なくするためにノツク発
生の時に遅角される角度を小さくすると、ノツク
を迅速に解消することができないため、ノツクに
起因する弊害を充分に除去することができない。

また、この他特開昭54−103911号公報にはノツ
ク強度に応じて点火時期の遅角量を調整する方法
が提案されている。

しかしながら、この方法はノツク強度をノツク
センサ出力の振幅で検出する構成となつているた
め、振動振幅を正確に検出することは非常に困難
であるという問題を有している。即ち、エンジン
制御装置においては点火ノイズ等のノイズ対策が
必要であり、ノイズ対策を行うノツクセンサ出力
の振幅を減衰させることになり、正確な振動検出
ができないからである。つまり、ノツクセンサ出
力の振動波形とノイズ波形とを区別することがで
きないからである。

本発明の目的は、正確にノツク強度を検出して
精度良い点火時期を得ることができるエンジンの
点火時期制御方法を提供することにある。

本発明の特徴は、エンジンの回転情報及び負荷情報を取り込んで
前記エンジンの点火時期データ（θADV
（BASE））を演算する第１のステツプ；前記エンジンのノツク振動をノツクセンサによ
りアナログ電気信号に変換する第２のステツプ；前記アナログ電気信号を所定のノツク判定値と
比較することによつて、前記ノツク判定値以上の
大きさの前記アナログ電気信号の振動数に対応し
たパルス数を有するパルス信号に変換する第３の
ステツプ；各点火サイクル毎に前記パルス信号を計数して
計数値（NP）をノツク強度として検出する第４
のステツプ；前記ノツク強度を表す計数値（NP）に基づき
点火時期を遅角方向に修正するための遅角修正値
（ΔθADV1）を決定する第５のステツプ；前記遅角修正値（ΔθADV1）に基づき前記点
火時期データ（θADV（BASE）を遅角修正する
第６のステツプ；前記遅角修正された点火時期データ（θADV）
に基づき点火時期を設定する第７のステツプとからなるエンジンの点火時期制御方法にある。

このような方法によれば、ノツク振動であるア
ナログ電気信号を所定のノツク判定値と比較する
ことによつて、ノツク判定値以上の大きさのアナ
ログ電気信号の振動数に対応したパルス数を有す
るパルス信号に変換し、各点火サイクル毎に前記
パルス信号を計数して計数値（NP）をノツク強
度として検出し、この計数値（NP）に基づき点
火時期を遅角方向に修正するための遅角修正値
（ΔθADV1）を決定するするようにしているた
め、正確にノツク強度を検出して精度良い点火時
期を得ることができる。

以下、これらの発明を図面に示した実施例に基
づき詳細に説明する。

第１図には各種のエンジン制御を行うエンジン
制御装置の内の点火時期を制御する点火時期制御
装置が示されている。図において、CPU１２は
エンジンの点火時期等の各種データのデイジタル
演算処理を行うセントラルプロセツシングユニツ
トであり、ROM１４は点火時期制御プログラム
等の制御プログラム及び固定データを格納するた
めの記憶素子であり、RAM１６は読み出し及び
書込み可能な記憶素子である。入出力インターフ
エイス回路２０は各種センサからの信号を受け、
バス１８でCPU１２に送ると共に、CPU１２で
演算処理された制御信号に基づき生成された点火
時期信号IGNを点火コイル駆動回路６０へ送出
するものである。本実施例の場合、センサとして
は第１にパルス列信号を出力するものとしてノツ
ク検出装置３０とクランク角センサ４０がある。
また第２のアナログ信号を出力するセンサとして
はバツテリ電圧検出センサ４２及び負荷センサ５
０がある。

そして前記クランク角センサ４０の出力信号は
直接入出力インターフエイス回路２０に入力され
る一方、前記バツテリ電圧検出センサ４２及び負
荷センサ４４の出力信号は入出力インタフエイス
回路２０からの制御信号を受けてマルチプレクサ
４６により時分割的にアナログ・デイジタル変換
器（以下、ADCと記す。）４８でデイジタル信号
に変換されて入力インターフエイス回路２０に入
力される。

ノツク検出装置３０はエンジンに発生するノツ
ク状態に応じてパルスKNCKPを発生するととも
に、最初の発生パルスに応動して一定時間の間レ
ベル変化する時間信号OSMPを出力するように
構成されている。例えば、時間信号OSMPはワ
ンシヨツトマルチバイブレータで作られる。

またクラン角センサ４０及び負荷センサ５０は
基本点火時期θADVの演算の基礎となる情報を得
るために設けられている。クラン角センサ４０は
基準クランク角信号（REF）Ｐ２及びポジシヨ
ンパルス信号（POS）Ｐ１を出力し、負荷セン
サ５０は本実施例の場合、吸入管負圧から負荷信
号を得ている。

点火コイル駆動回路６０は増幅器６２、パワー
トランジスタ６４及び点火コイル６６から構成さ
れ、入出力インターフエイス回路２０からの点火
信号IGNは増幅器６２で増幅された後トランジ
スタ６４に入力され、これによつて点火コイル６
６の通流電流が制御され、所定の点火時期が得ら
れる。

第２図には入出力インターフエイス回路２０に
おける点火時期制御に寄与する回路の具体的構成
が示されている。図において、CPU１２で演算
された点火時期データθADV及び点火コイル６６
の通電開始時期データθDWLはそれぞれ対応する
アドバンスレジスタ（ADV−REG）２０２及び
ドエルレジスタ（DWL−REG）２０４にバス１
８を介して入力設定される。アドバンスレジスタ
２０２の出力はコンパレータ２０６に入力され、
また、ドエルレジスタ２０４の出力はコンパレー
タ２０８に入力され、コンパレータ２０６は第１
のカウンタレジスタ２１０の計数値がアドバンス
レジスタ２０２の設定値に達した際に出力パルス
を発生し、また、コンパレータ２０８は第２のカ
ウンタレジスタ２１２の計数値がドエルレジスタ
２０４の設定値に達した際に出力パルスを発生す
る。コンパレータ２０６は点火時期パルスを、ま
たコンパレータ２０８は通電開始時期パルスを出
力する。RSフリツプフロツプ２１４は各コンパ
レータ２０６，２０８の出力に応動してオン、オ
フ出力を繰り返し、出力で点火信号IGNが得
られる。

以上の点火時期制御を実行するために第１のカ
ウンタレジスタ２１０はアンドゲート２１６から
入力されるポジシヨンパルス信号Ｐ１を計数する
ようになつており、アンドゲート２１６は基準ク
ランク角信号Ｐ２でセツトされるRSフリツプフ
ロツプ２１８のＱ出力で開くように設定されてい
る。第１のカウンタレジスタ２１０の基準クラン
ク角信号Ｐ２でリセツト（RESET）され、ま
た、RSフリツプフロツプ２１８はコンパレータ
２０６の出力でリセツトされる。即ち、コンパレ
ータ２０６でRSフリツプフロツプ２１８がリセ
ツトされている状態から基準クランク角信号Ｐ２
でRSフリツプフロツプ２１８がセツト状態に入
ると、ポジシヨンパルス信号Ｐ１でアンドゲート
２１６が開き、第１のカウンタ２１０は基準クラ
ンク角信号Ｐ２が発生するまでポジシヨンパルス
信号Ｐ１を計数可能に設定されている。

第２のカウンタレジスタ２１２もポジシヨンパ
ルス信号Ｐ１をアンドゲート２２０を介して計数
するが、アンドゲート２２０の開く条件がアンド
ゲート２１６とは異なつている。即ち、RSフリ
ツプフロツプ２１８がリセツトされるコンパレー
タ２０６の出力でセツトされるRSフリツプフロ
ツプ２２２のＱ出力の成立でアンドゲート２２０
が開くように設定され、RSフリツプフロツプ２
２２のリセツトはコンパレータ２０８の出力で行
われる。従つて、コンパレータ２０６が出力を発
生した後、ドエルレジスタ２０４に設定された値
まで、第２のカウンタレジスタ２１２はポジシヨ
ンパルス信号Ｐ１を計数することになる。

また、ノツク検出装置３０の出力パルス
KNCKP及びOSMPはアンドゲート２３２を介し
てカウンタレジスタ２３４に入力されており、時
間信号OSMPの時間内に発生するノツク信号
KNCKPが計数される。CPU１２はこの計数終
了時点でステータスレジスタ２３６により割込み
がかけられ、カウンタレジスタ２３４の計数値
が、CPU１２にバス１８を介して取込まれると
同時に、カウンタレジスタ２３４の計数値はクリ
アされて次のノツク発生に備える。CPU１２に
取込まれたパルス数NPはノツクの強度に対応す
るデータであつて、点火時期修正量Δθ_ADV1の計算
Δθ_ADV1＝ｆ（NP）に用いられる。

ステータレジスタ２３６は実質的には１コのフ
リツプフロツプからなり、時間信号OSMPの後
縁でセツトされて割込処理信号とされ、この信号
はCPU１２に取込まれる。カウンタ２３４のリ
セツトはリセツトレジスタ２３８の出力で行わ
れ、リセツトレジスタ２３８はCPU１２にカウ
ンタ２３４の計数値NPが取込まれた後CPU１２
からの指令によりリセツト信号をカウンタレジス
タ２３４に入力する。

CPU１２に取り込まれた計数値NPはノツクの
強度に対応したデータである。即ち、ノツクの周
波数は経験上ほぼ7KHzと一定であり、かつノツ
クは強度が大きい程その持続期間が長い。それ
故、ノツクの開始に同期して開始された一定期間
の間に検出されたノツクパルスKNCKPの数はノ
ツクの強度に比例した大きさとなる。本発明で
は、ノツクの強度に応じて点火時期を遅角させる
ための修正量Δθ_ADV1をΔθ_ADV1＝ｆ（NP）として求
めている。

以上の構成において、点火時期制御プログラム
に従つてCPU１２で演算処理された結果は、そ
れぞれのレジスタ２０２，２０４に設定され、所
定の点火信号IGNがRSフリツプフロツプ２１４
から得られる。また、ノツクが発生した場合に
は、出力パルスOSMPで割込要求が発生され、
所定時間ノツクの強度に応じて発生させたパルス
の計数値をCPU１２に取込んで修正値を求め、
点火進角を修正する。そして、修正後は修正最小
単位で点火時期を進角方向に段階的に増加するよ
うに制御する。

第３図は以上説明した第２図に示す回路の作動
を示すタイミングチヤートである。図において、
Ａは基準クランク角信号Ｐ２、Ｂはポジシヨンパ
ルス信号Ｐ１である。Ｃは第１のカウンタレジス
タ２１０の計数状況を示し、Ｃ１はアドバンスレ
ジスタ２０２の設定値である。Ｄはコンパレータ
２０６の出力信号を示し、第１のカウンタレジス
タ２１０の計数値がアドバンスレジスタ２０２の
設定値に到達した際に出力が発生することを示し
ている。Ｅは第２のカウンタレジスタ２１２の計
数状況を示し、Ｅ１はドエルレジスタ２０４の設
定値である。Ｆはコンパレータ２０８の出力で、
コンパレータ２０６の作動と同様である。Ｇはコ
ンパレータ２０６，２０８の出力即ちＤ、Ｆに示
すパルスに応動するRSフリツプフロツプ２１４
の出力を示している。Ｈはこの出力に応動し
て流れる点火コイル６６の点火コイル電流を示
し、Ｉは点火時期を示している。

次に、第４図にはノツク検出装置３０のノツク
の発生に応動しノツクの強度に応じた数のパルス
KNCKPを発生するノツク検出回路が示されてい
る。図において、ノツクセンサ３００は磁歪素子
にピツクアツプコイルを巻回して構成され、エン
ジンのシリンダのノツク振動を電気信号に変換す
る。このノツクセンサ３００の出力信号VINは
バンドパスフイルタ３０２に入力される。このバ
ンドパスフイルタ３０２はエンジンの寄生振動を
除きノツク振動を効果よく取り出すために設けら
れており、演算増幅器３０４，３０６、コンデン
サ３０８，３１０，３１２及び抵抗３１４，３１
６，３１８，３２０，３２２，３２４，３２６，
３２８，３３０，３３２から構成されている。こ
のバンドパスフイルタ３０２は、中心周波数を
7KHzとし、通過帯域を７±0.5KHzに設定してあ
る。演算増幅器３０４を含む回路がフイルタ回路
を構成し、演算増幅器３０６は増幅回路を構成す
る。これらの回路は一般によく知られた回路であ
るから、詳細な説明は省略する。バンドパスフイ
ルタ３０２を通過したノツク信号はノツク状態の
強度即ちライトノツク、ミドルノツク又はヘビイ
ノツクに応じて振幅が変化することになる。本発
明はライトノツク発生を基準として制御し、ライ
トノツクより強いノツクが発生しないように制御
するものである。

バンドパスフイルタ３０２を通過したノツク信
号をサンプルホールド値の比較対象として最適値
とするため減衰器３４０に入力される。減衰器３
４０は演算増幅器３４２、トランジスタ３４４、
ツエナーダイオード３４６、ダイオード３４８，
３５０及び抵抗３５２，３５４，３５６，３５
８，３６０，３６２から構成されている。

サンプルホールド回路３８０は、減衰器３４０
の出力信号のピーク値をサンプルホールドするた
めに設けられ、トランジスタ３８４、ダイオード
３８６、コンデンサ３９０、抵抗３９２，３９
４，３９６から構成されている。即ち、コンデン
サ３９０にはトランジスタ３８４がオン状態にさ
れた期間内に到来するノイズのピークレベルに充
電され、この充電された値と減衰器３４０の抵抗
３６０，３６２の接続電圧とが比較回路７００の
演算増幅器７０２で比較される。

ここで、本発明のエンジンのノツク振動をノツ
クセンサ３００によりアナログ電気信号に変換す
る第２のステツプとして、バンドパスフイルタ３
０２、減衰器３４０及びサンプルホールド回路３
８０がこれに該当している。

また、本発明のアナログ電気信号を所定のノツ
ク判定値と比較することによつて、ノツク判定値
以上の大きさのアナログ電気信号の振動数に対応
したパルス数を有するパルス信号に変換する第３
のステツプとして、比較器７００がこれに該当し
ている。

次にこの接続点電圧は、増幅器３４２の出力電
圧を抵抗３６２，３６０，３５６及び３５８によ
り分圧することにより得られる電圧であつて、ノ
イズレベルよりも充分に大きな出力が増幅器３４
２に現われた時、即ちノツク信号が検出されたと
きのみ、比較回路７００に出力を生ずるようにし
てある。従つて、比較回路７００はノツクの強度
が所定値以上即ちライトノツクより大でノツクに
対応するパルスを発生する。

タイミング回路８００は前記各回路の動作タイ
ミングを取りかつ不必要な信号で比較回路７００
がパルス出力を発生するのを防止するために設け
られており、トランジスタ８０２，８０４，８０
６，８０８，８１０、ダイオード８１２，８１
４，８１６，８１８，８２０，８２１、コンデン
サ８２２，８２４，８２６、抵抗８２８，８３
０，８３２，８３４，８３６，８３８，８４０，
８４２，８４４，８４６から構成されている。こ
のタイミング回路８００のトランジスタ８０２に
は点火時期信号を発生する点火時期信号回路９０
０の出力が入力されている。

タイミング回路８００と比較回路７００の出力
側に抵抗９０２とともに接続されたダイオード９
０４は、マスキング回路を構成し、点火時期後所
定時間トランジスタ８０２をオンにしてその接続
点をアースして出力V_OUTを零にし、点火ノイズ
による出力の発生を防止している。このノイズは
点火信号により発生された電磁波がセンサ３００
のコイルに検出されたもので、センサ３００の出
力に重畳される。このノイズによる誤動作を防止
するためマスクをかけているのである。

トランジスタ８０２とトランジスタ８０４とは
第１のワンシヨツトマルチバイブレータを構成
し、トランジスタ８０２が点火時期信号回路９０
０の点火時期信号でトランジスタ８０２が所定時
間オンとなると、これに応動してトランジスタ８
０４がオフする。また、トランジスタ８０２とト
ランジスタ８０６とで第２のワンシヨツトマルチ
バイブレータが構成されている。

トランジスタ８０８はサンプルホールド放電用
のスイツチを構成し、トランジスタ８１０はサン
プルホールド充電用のスイツチを構成している。
即ち、トランジスタ８０６がオフ状態にあると
き、トランジスタ８０８はオン状態となり、ま
た、トランジスタ８０４，８０８が共にオフ状態
にあるとき、トランジスタ８１０はオン状態とな
る。従つて、トランジスタ８１０がオン状態とな
ると、サンプルホールド回路３８０のトランジス
タ３８４がオン状態となり、トランジスタ３９０
はサンプルホールドをする。また、トランジスタ
８０８がオン状態となると、コンデンサ３９０は
抵抗３９６及びダイオード８２１を介して放電す
る。

第５図は以上の動作タイミングを示したもの
で、Ａは点火時期信号回路９００が出力する点火
時期信号、Ｂは点火時期信号でオン状態となるト
ランジスタ８０２のコレクタ電圧、Ｃはトランジ
スタ８０４のコレクタ電圧である。Ｄはトランジ
スタ８０６のコレクタ電圧である。トランジスタ
８０６とトランジスタ８０４は同時にオフとなる
が、その後のコンデンサ８２４への充電電流によ
る抵抗８３２の電圧降下のため、トランジスタ８
０６の方が早くオンとなる。Ｅはトランジスタ８
１０のベース電圧である。この電圧は、トランジ
スタ８０８がオフ、即ち波形Ｄがローレベルであ
つて、かつ、トランジスタ８０４のコレクタ電圧
Ｃがハイレベルの時にのみハイレベルとなる。

Ｆはノツクセンサ３００の出力信号波形を示
し、Ｆ０はノツク信号以外の信号、Ｆ１はラトイ
ノツク、Ｆ２はミドルノツクである。Igは点火信
号ノイズである。Ｇはバンドパスフイルタ３０２
を通過したノツクセンサ３００の出力信号波形
で、周波数7KHzの振幅が得られている。

Ｈはサンプルホールド回路３８０におけるサン
プル電圧で、Ｈ１は波形Ｄのハイレベル期間、即
ちトランジスタ８０８のオンの期間に対応するサ
ンプルホールドの放電タイミング、Ｈ２は波形Ｅ
のハイレベル期間、即ちトランジスタ８１０のオ
ンの期間に対応するサンプルホールドタイミング
である。この波形Ｈのレベルは、波形Ｇ中のレベ
ルＨに対応しており、比較回路７００は、このレ
ベルH′を越える波形Ｇの部分のみ出力する。

Ｉは比較器７００の出力V_OUTであつてノツク
信号波形で、Ｉ１はライトノツク、Ｉ２はミドル
ノツクに対応し、ノツクの強度に応じてパルス数
が増加していることが判る。

次に、以上説明した点火時期制御装置で実行さ
れる点火時期制御プログラムを第６図以下の図に
基づき説明する。

第６図にはエンジンの各種プログラム制御にお
ける点火時期制御及びノツク信号処理ルーチンの
位置づけが示されている。

図において割込み５００が発生すると、次のス
テツプ５０２で割込要求がノツク割込要求NMI
か他の割込要求IRQかが判断される。割込要求が
NMIである場合にはステツプ５０４でノツク信
号処理ルーチンが実行され、一方割込要求がIRQ
であると判断された場合にはステツプ５０６へ移
行し、割込解析処理によつてタイマ割込
（TIMER）か、リフアレンス割込（REF）かが
判断される。

タイマ割込とは、プログラムに基づき実行され
るべき種々のタスクを優先度の高いタスクから順
次に一定の時間的周期で、好ましくは10ｍsecの
周期で、実行に移すための起動を掛けるための割
込である。一方、リフアレンス割込とは、クラン
クシヤフトの一定の回転角毎に起動が掛けられる
タスクのための割込みである。

タイマ割込みである場合には、ステツプ５０８
でタスクスケジユーラは各種のタスク５１０，５
１２，５１４，５１６に定められた優先順位に基
づき各タスクの実行順序を決定する。タスク５１
０は各種センサ、例えば吸入管負圧のアナログ・
デイジタル変換Ａ／Ｄ及び回転数の取込み、タス
ク５１２は点火時期（ADV）及び点火コイルの
通電開始時期（DWL）制御、タスク５１４はス
タータスイツチ及びアイドルスイツチのモニタ制
御、タスク５１６は補正処理である。そして、１
つのタスクの実行の結果、ステツプ５１８でタス
ク終了報告がタスク・スケジユーラ５０８に対し
てなされる。すると、タスク・スケジユーラ５０
８は次の優先順位のタスクの実行を指示する。

またステツプ５０６で割込要求解析処理の結
果、リフアレンス割込の場合にはステツプ５２０
に移行し、回転割込処理がなされる。なお、ステ
ツプ５０４と５２０の実行完了後はステツプRTI
で割込前の状態に戻される。

第７図には前記ノツク信号処理ルーチン５０４
が示されている。図において、タスク起動５２２
によりステツプ５２４において、カウンタレジス
タ２３４のカウンタ終了時にセツトされたステー
タレジスタ２３６をリセツトする。ステツプ５２
６において、カウンタレジスタ２３４の内容NP
の取込みが行われ、取込んだ後ステツプ５２８で
カウンタレジスタがクリアされる。取込んだパル
ス数NPはノツクの強度に応じた値であり、この
値から次のステツプ５３０で点火時期修正量
Δθ_ADV1がΔθ_ADV1＝ｆ（NP）から計算される。しか
し、一般には、計算の代りにテーブル検索により
Δθ_ADV1が求められる。このテーブルはROM１４
に格納されており、次のような値になつている。

表１ NP １２３４５以上 Δθ_ADV1 0゜ 1゜ 1゜ 1゜ 2゜ステツプ５３０で検索された修正量Δθ_ADV1は
RAM１６に格納され、ついで、ステツプ５３２
で点火時期修正実行報告、即ち点火時期の修正動
作の実行を指示するフラグをセツトし、ステツプ
５３４でタスク終了となり、割込前の状態に戻さ
れる。

ここで、本発明の各点火サイクル毎に前記パル
ス信号を計数して計数値（NP）をノツク強度と
して検出する第４のステツプとして、ステツプ５
２４，５２６，５２８が該当している。

また、本発明のノツク強度を表す計数値
（NP）に基づき点火時期を遅角方向に修正する
ための遅角修正値（ΔθADV1）を決定する第５
のステツプとして、ステツプ５３０がこれに該当
している。

以上の説明では、ノツクパルス数NPの検出を
インタフエイス２０内の回路２３２，２３４，２
３６及び２３８を用いてハードウエア的に行う場
合について述べた。このような回路の代りにソフ
トウエアのみでノツクパルス数NPを検出する方
法について次に述べる。

ノツク検出装置３０からのノツクパルス
KNCKPは第１図に破線で示す線路を通つて
CPU１２に供給される。CPU１２は、ノツクパ
ルスKNCKPの最初のパルスに同期してマスク不
可能な最優先の割込要求NMIを発生し、RAM１
６に設けられたソフトウエアタイマ（以下Ｓタイ
マと記す。）を起動し、該Ｓタイマの計時期間中
に受信されるパルス列信号KNCKPのパルス数を
計数し、この計数値に基づき点火時期の最適制御
を行う為の演算処理を行う。

第８図にはノツク信号処理ルーチン５０４が示
されている。図において、ステツプ５２１Ａでノ
ツク検出装置３０からのノツク信号KNCKPの最
初のパルスに同期してNMI割込が発生すると、
ステツプ５２２ＡでRAM１６に設けられている
カウンタCNTR（図示せず）が計数を開始し、前
記ノツク信号のパルスが入力される毎にカウンタ
CNTRの内容が＋１づつインクメントされ更新
されていく。そして次のステツプ５２３ＡでＳタ
イマがセツトされているか否かが後述のフラグに
より判断される。Ｓタイマが既にセツトされてい
ればステツプ５３１Ａにジヤンプ（JUMP）し、
第６図のステツプ５００の割込みの直前のプログ
ラム実行状態にもどる。しかし、ノツクが発生し
ていない時はＳタイマはセツトされていない筈で
あるから、ノツク信号KNCKPの最初のパルスが
カウンタCNTRに取り込まれた時点ではステツ
プ５２４Ａに移行し、Ｓタイマセツト実行報告即
ち、Ｓタイマ用フラグがセツトされる。そしてス
テツプ５２５Ａで前記ノツク信号KNCKPの最初
のパルスでＳタイマが起動され、Ｓタイマのカウ
ントが開始される。次にステツプ５２６ＡでＳタ
イマの内容が設定された規定値になつたか否かが
判断される。この規定値は、ライトノツクの一般
的な最大持続期間に対応する値であつて、経験的
に決められ、ROM１４に格納されている。

Ｓタイマの更新された値が規定値に達してない
場合にはステツプ５２５ＡにもどりＳタイマの＋
１だけ更新がなされ、Ｓタイマの起動中はステツ
プ５２５Ａとステツプ５２６Ａとで形成されるル
ープでＳタイマの更新がなされる。このＳタイマ
の動作中にノツク状態の強度に応じた数のパルス
列信号KNCKPが前記カウンタCNTRに取り込
まれ計数される。

そしてステツプ５２６ＡでＳタイマの内容が規
定値に達したらステツプ５２７Ａに移行し、タイ
マ実行終了報告、即ち、ステツプ５２４Ａでセツ
トされたフラグをリセツトする。次のステツプ５
２８Ａで点火時期修正量Δθ_ADV1が、Δθ_ADV1＝ｆ
（NP）から計算される。ここで点火時期修正量
Δθ_ADV1は前記カウンタCNTRにおけるＳタイマ
起動中に受信されたノツクパルスKNCKPの計数
値NPの函数である。一般には修正量Δθ_ADV1は前
記テーブルから検索して求められる。

更にステツプ５２９Ａでは上記カウンタ
CNTR及びＳタイマの内容をクリアし、次のノ
ツクの発生に備えると共に、次のステツプ５３０
Ａで点火時期修正実行報告即ち、点火時期修正実
行用のフラグをセツトする。そして点火時期修正
実行報告がなされたならばステツプ５３１Ａから
割込前の状態に戻る。

ここで、本発明の各点火サイクル毎に前記パル
ス信号を計数して計数値（NP）をノツク強度と
して検出する第４のステツプとして、ステツプ５
２２Ａ，５２３Ａ，５２４Ａ，５２５Ａ，５２６
Ａがこれに該当している。

また、本発明のノツク強度を表す計数値
（NP）に基づき点火時期を遅角方向に修正する
ための遅角修正値（ΔθADV1）を決定する第５
のステツプとして、ステツプ５２８Ａがこれに該
当している。

以上の説明でステツプ５２５Ａと５２６Ａから
なるタイマの更新とステツプ５２２Ａのカウンタ
更新についてさらに説明する。上で述べた如く、
ノツクが発生するとノツク検出回路よりのパルス
に基づき割込が発生する。この割込によりステツ
プ５２２ＡでカウンタCNTRを更新する。ノツ
ク検出回路よりの一連のノツク状態を表わすパル
スの最初でＳタイマを起動する必要があるので、
最初はステツプ５２３Ａ，５２４Ａと進む。ステ
ツプ５２４Ａでフラグを立てることによりタイマ
が起動中であることが分かり、次の割込からはそ
のフラグをステツプ５２３Ａで判断し、リター
ン・テウ・インタラプテウ５３１Ａへ進む。

ステツプ５２５Ａでソフト的な基準時間の経過
を作ることによつてタイマ用のカウンタ
（STIME）を更新し、ステツプ５２６Ａで一定時
刻が経過したかどうかを判断する。つまりこのス
テツプ５２５と５２６Ａで一定時間の経過を検知
できる。

このステツプ５２５Ａと５２６Ａの時間計測中
は割込（NMI）の禁止を掛けていないので、ノ
ツク検出装置からの引き続くノツクパルス
KNCKPに基づいて割込が発生するとステツプ５
２５Ａと５２６Ａは中断し、KIR処理のスタート
である５２１Ａへ割込みが行われる。そしてステ
ツプ５２２ＡでカウンタCNTRを再び更新する。
この場合前にステツプ５２４Ａでフラグを立てて
いるのでステツプ５２３Ａからステツプ５３１Ａ
へジヤンプされ、割込みにより中断した点即ち、
ステツプ５２５Ａ，５２６Ａへ再び戻る。従つて
ステツプ５２３ＡでYESとなるのはステツプ５
２５Ａと５２６Ａの実行中にNMIの割込の発生
した場合である。一定時間が経過すると先に説明
した如くステツプ５２７Ａへ進む。

第９図には第６図の点火時期制御ルーチン５１
２が示され、この点火時期制御ルーチンは基本点
火進角θ_ADV（BASE）を、前記点火時期修正量
Δθ_ADV1及び通常修正量Δθ_ADV2で修正するように構
成されている。図において、タスク起動５４０よ
りステツプ５４２で基本点火時期θ_ADV（BASE）
がθ_ADV（BASE）＝ｆ（Ｎ，Ｌ）より計算される。
ここで、Ｎはエンジン回転数、Ｌは吸入管負圧で
ある。この計算は従来から一般に実用されている
方法で行われているもので、これが本発明のエン
ジンの回転情報及び負荷情報を取り込んで前記エ
ンジンの点火時期データ（θADV（BASE））を演
算する第１のステツプに該当している。

計算の後、次のステツプ５４４でノツクによる
修正実行が完了したか否か（Yes，No）がステ
ツプ５３２又は５３０Ａでセツトされるフラグで
判断される。ノツクが発生して未だその修正実行
が完了していない場合はフラグがセツト状態にあ
り、NOと判断されてステツプ５４６に進む。ス
テツプ５４６では点火時期修正量Δθ_ADV（ｔ）が
次式で求められる。

Δθ_ADV（ｔ）＝Δθ_ADV（ｔ−１）−Δθ_ADV1 …(1) 式(1)において、Δθ_ADV1は現在の修正量であつて
基本点火進角θ_ADV（BASE）に加算されるべき量
である。Δθ_ADV（ｔ−１）は修正直前の前の修正
量である。Δθ_ADV1は遅角されるべき量であるか
ら、Δθ_ADV（ｔ−１）から減算されるのである。

ステツプ５４６で求めた点火時期修正量Δθ_ADV
（ｔ）は、ステツプ５４８において、ステツプ５
４２で求めた基本点火進角θ_ADV（BASE）に次式
で示すように加えられる。

θ_ADV（ｔ）＝θ_ADV（BASE）＋Δθ_ADV（ｔ） …(2) ステツプ５４８の修正の結果、次のステツプ５
５０で修正実行終了報告、即ち、ステツプ５３２
又は５３０Ａでセツトされたフラグのリセツトが
される。

ステツプ５５２では、次式により点火時期デー
タθ_ADVが求められ、アドバンスレジスタ２０２に
設定される。

θ_ADV＝θ_REF−θ_ADV（ｔ） …(3) ここで、θ_REFは第３図に示すように、基準クラ
ンク角信号Ｐ２からエンジンの上死点TDCまで
のクランク軸角度であつて、固定値である。

ここで、本発明の遅角修正値（ΔθADV1）に
基づき点火時期データ（θADV（BASE）を遅角
修正する第６のステツプとして、ステツプ５４
６，５４８がこれに該当している。

また、遅角修正された点火時期データ
（θADV）に基づき点火時期を設定する第７のス
テツプとして、ステツプ５５２がこれに該当して
いる。

以上のようにしてアドバンスレジスタ２０２に
点火時期データθ_ADVが設定された後、ステツプ５
５４においてドエルレジスタ２０４に通電開始時
期データθ_DWLを設定するための通電開始時期制御
ルーチンが実行されてタスク終了ステツプ５１８
にゆく。θ_DWLの演算方法はすでに知られているの
で、ここでは説明しない。

一方、ステツプ５４４でノツクによる修正実行
が完了していると判断された場合、ステツプ５５
７でエンジン回転数Ｎに依存する修正量Δθ_ADV2が
求められる。この修正量は、所定周期、たとえば
20ｍsecごとに点火進角度を進角させてゆく量を
表わすもので、進角修正量の最小単位である。こ
の修正量Δθ_ADV2は、回転数ＮがＮ1000rpmのと
き、0.4゜／secになるように設定される。好適な実
施例では、進角周期が20ｍsecであるから、修正
量Δθ_ADV2は0.008゜となる。また、回転数ＮがＮ＜
1000rpmのときは、Δθ_ADV2は1゜／secになるよう
に、即ち、0.02゜に設定される。このように高速
回転域において進角の修正速度を小さくするの
は、高速回転になる程ノツク検出回路に入つてく
るバツクグラウンドノイズが大きくなり、ノツク
検出がそれだけ困難となるからである。

ステツプ５５８では、点火時期修正量Δθ_ADV
（ｔ）が次式より求められる。

Δθ_ADV（ｔ）＝Δθ_ADV（ｔ−１）＋Δθ_ADV2 …(4) 式(4)において、Δθ_ADV（ｔ−１）は修正直前の
修正量である。ステツプ５５８で求められた点火
時期修正Δθ_ADV（ｔ）はステツプ５４２で求めら
れた基本点火時期θ_ADV（BASE）に加えられる。
即ち、点火時期θ_ADV（ｔ）は θ_ADV（ｔ）＝θ_ADV（BASE）＋Δθ_ADV（ｔ） …(5) から求められる。

この式(5)から明らかなように、ノツクの発生に
よつてノツクの強度に応じて遅角させた点火時期
をノツク消滅後は、タスク５１２が実行されるご
とに点火時期は最小修正単位の点火時期修正量
Δθ_ADV2づつ進角方向に進められる。

ステツプ５６０で求められた点火時期θ_ADV（ｔ）
はステツプ５５２でアドバンスレジスタ２０２に
設定された後、前記と同様にステツプ５５４で通
電開始時期制御ルーチンが実行されてタスク終了
ステツプ５１８にゆく。

以上説明したように点火時期が制御される結
果、ノツクの発生と同時にノツク消滅処理がノツ
クの強度に応じて行なわれ、ノツク消滅処理後は
点火時期を進角方向に最小修正単位で増加させる
ので、常にノツク直前に点火時期が最適状態に高
精度に設定されることになり、走行性の向上とエ
ンジン出力を最大に維持することができ、エンジ
ン効率を高めかつ排気ガス対策上極めて有益であ
る。特に、ターボチヤージヤーを付加したエンジ
ンには極めて有効である。

ノツク検出装置から出力されるノツク状態の強
度に対応した数のパルス列信号の取り込み時間の
設定等の時間管理をソフト的に行うように構成し
た実施例では、時間管理を行う為のハード部分が
不要となるので、部品点数が減少し、コストダウ
ンが図れる。さらに、この実施例では、ノツク信
号を入出力インターフエイス回路を介さずに直
接、CPUに取り込み、割込みを発生するように
構成したので、本発明によればノツクが発生して
から点火時期の修正制御が開始されるまでの処理
時間が短縮され制御性の向上が図れる。

第９図のステツプ５５７から５６０は所定の時
間的周期で点火時期をステツプ的に進角させる例
を示すものであるが、この代りに、第６図の回転
割込処理ルーチン５２０で、クランク軸の所定回
転角毎に、好ましくは点火サイクルで同様の作用
を行わせることができる。この場合のルーチン５
２０の一部内容は第１０図に示されている。同図
中のステツプ５５７Ａ，５５８Ａ，５６０Ａおよ
び５５２Ａの各動作は第９図中のステツプ５５
７，５５８，５６０および５５２に対応している
ので、重複した説明はここでは行わない。この実
施例の場合は、第９図のステツプ５５７，５５
８，５６０および５５２は存在せず、従つて、破
線で示すようにステツプ５４４で“YES”と判
断されたときはステツプ５５４にジヤンプされ
る。

第１１図には点火時期制御ルーチン５１２の他
の実施例が示されている。この点火時期制御ルー
チンは、第９図に示す点火時期制御ルーチンにエ
ンジンの回転数による制御ステツプを更に付加し
たもので、行回転域におけるバツクグランドノイ
ズの悪影響を除去したものである。即ち、ステツ
プ５４２の後に、ステツプ６００を設けてエンジ
ン回転数Ｎが予め設定した値NK（NK＞
1000rpm）以上か否か（Yes，No）を判断し、
予め設定した値NK未満の場合（No）には、第
８図に示す点火時期制御ルーチンと同様である
が、予め設定した値NK以上の場合（Yes）には
ステツプ６０２で点火時期修正量Δθ_ADV（ｔ）＝０
とし進角動作を停止させる。この結果、ステツプ
６０４で点火時期θ_ADV（ｔ）は基本点火時期θ_ADV
（BASE）のみとされ、この値からステツプ５５
２で点火時期データθ_ADVが求められ、これがアド
バンスレジスタに設定される。その他のステツプ
は第９図に示すルーチンと同様であるので、その
説明を省略する。

次に、本実施例の点火時期制御の実施結果を第
１２図について説明する。図において、Ａはエン
ジンの始動から発進、走行に至るエンジン回転数
Ｎ（rpm）の推移を示し、Ｂは車速である。Ｃは
点火時期における進角度（゜）を示し、縦軸は上
死点からの角度を示している。点火進角度の推移
は、ノツク制御の実行を示している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るエンジンの点火時期制御
系の一実施例を示すブロツク図、第２図は第１図
におけるインターフエイス回路構成を示すブロツ
ク図、第３図は第２図に示す回路の主要部におけ
る波形図、第４図は第１図のノツク検出装置の具
体的回路構成を示す回路図、第５図は第４図に示
す回路の動作を説明するための要部における波形
図、第６図は本発明に係るエンジン制御系の全体
的手順を示すフローチヤート図、第７図及び第８
図は第６図に示されたノツク信号処理ルーチンを
示すフローチヤート図であつて、前者はハードウ
エア回路を用いた図、また後者はソフトウエアの
みで実施した図、第９図は第６図の点火時期制御
ルーチンを示すフローチヤート図、第１０図は、
第９図に示す例の代替的な例を示すフローチヤー
ト図、第１１図は第６図に示す点火時期制御ルー
チンの他の実施例を示すフローチヤート図、第１
２図は本発明を実施した装置の測定結果を示した
図である。１２…CPU、１６…RAM、１４…ROM、３
０…ノツク検出装置である。

Claims

【特許請求の範囲】１エンジンの回転情報及び負荷情報を取り込ん
で前記エンジンの点火時期データ（θADV
（BASE））を演算する第１のステツプ５４２；前記エンジンのノツク振動をノツクセンサ３０
０によりアナログ電気信号に変換する第２のステ
ツプ３０２，３４０，３８０；前記アナログ電気信号を所定のノツク判定値と
比較することによつて、前記ノツク判定値以上の
大きさの前記アナログ電気信号の振動数に対応し
たパルス数を有するパルス信号に変換する第３の
ステツプ７００；各点火サイクル毎に前記パルス信号を計数して
計数値（NP）をノツク強度として検出する第４
のステツプ５２４，５２６，５２８，５２２Ａ，
５２３Ａ，５２４Ａ，５２５Ａ，５２６Ａ；前記ノツク強度を表す計数値（NP）に基づき
点火時期を遅角方向に修正するための遅角修正値
（ΔθADV1）を決定する第５のステツプ５３０，
５２８Ａ；前記遅角修正値（ΔθADV1）に基づき前記点
火時期データ（θADV（BASE））を遅角修正する
第６のステツプ５４６，５４８；前記遅角修正された点火時期データ（θADV）
に基づき点火時期を設定する第７のステツプ５５
２とからなるエンジンの点火時期制御方法。