JPH0681944B2

JPH0681944B2 - 内燃機関の制御装置

Info

Publication number: JPH0681944B2
Application number: JP60229930A
Authority: JP
Inventors: 伸孝高橋
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1985-10-17
Filing date: 1985-10-17
Publication date: 1994-10-19
Anticipated expiration: 2009-10-19
Also published as: US4690116A; JPS6291660A

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（燃焼圧力振動センサ）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53−5642
9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θ_pmaxは、圧縮上死点（TDC）より若干遅れた位
置、機関によつて異なるが通常上死点後（ATDC）10゜〜
20゜の位置にあり、このクランク角位置θ_pmaxは点火時
期を変化させることによつて変化する。

そこで、機関の筒内圧力からこのクランク角位置θ_pmax
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θ_pmax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〕

しかしながら、このような点火時期制御装置にあつて
は、特定の気筒と筒内圧センサとの対応関係は一義的に
固定され、その特定の気筒の点火時期制御は１個の筒内
圧センサの検出出力のみに基づいて行なうようになつて
いる。

そのため、筒内圧センサの破壊，配線の断線あるいはシ
ヨ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つ
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ツ
キングの発生等の事態が生じる。特に、点火時期の進角
し過ぎによつて発生するヘビーノツクは、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、各気筒若しくは各気筒群の機関のノッ
キングを検出する少なくとも３つのノッキングセンサＡ
と、該ノッキングセンサＡの検出結果に基づいて前記各
気筒若しくは各気筒群についての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、前記ノッキ
ングセンサＡの検出結果に基づいて各気筒若しくは各気
筒群の点火時期を制御すると共に、前記判定手段Ｂの判
定結果に基づいて点火時期制御系に異常が発生した気筒
若しくは気筒群の点火時期を、正常な気筒若しくは気筒
群の点火時期のうち最も遅角側にある点火時期から異常
の気筒数若しくは気筒群数に対応した所定量を減算した
遅角補正量だけ遅角した点火時期に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、正常な気筒若しくは気筒群の点火時期のうち最
も遅角側にある点火時期から異常の気筒数若しくは気筒
群数に対応した所定量を減算した遅角補正量だけ遅角し
た点火時期に制御することによって、点火時期制御系の
異常に伴う不都合を回避する。

〔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ツク図である。

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ツ
ド21Aに取付けた点火プラグ20A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S₁₂〜S₁₄を出力す
る。

チヤージアンプ2Aは、第１気筒用筒内圧センサ1Aからの
電荷信号S₁₁を電圧信号に変換した後増幅して、検出信
号S₂₁として出力する。

なお、チヤージアンプ2B〜2Dについても、チヤージアン
プ2Aと同様に各々筒内圧センサ1B〜1Dからの電荷信号S
₁₂〜S₁₄を電圧信号に変換した後増幅して、検出信号S₂₂
〜S₂₄として出力する。

つまり、これ等の筒内圧センサ1A〜1D及びチヤージアン
プ2A〜2Dによって第１図の複数のノツキングセンサ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。

アイドルスイツチ４は、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SIを出力する。

一方、コントロールユニツト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ヤージアンプ2A〜2Dからの検出信
号S₂₁〜S₂₄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S₂
nを、所定の信号処理をして非ノツク時の燃焼圧力振動
エネルギに相関する相関値及びノツク時の燃焼圧力振動
エネルギに相関する相関値等に変換する。

この信号処理回路７は、例えば第４図に示すように、バ
ンドパスフイルタ7Aによつてチヤージアンプ2A〜2Dから
の検出信号S₂₁〜S₂₄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、すなわちノツ
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、このバンドパスフイルタ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によつて半波整流する。

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からのセツト／リセツト信号
SSRで積分動作を制御される積分器7Dによつて積分し
て、燃焼圧力振動エネルギに相関する相関値としての積
分値を示す積分信号S₇として出力する。

第２図に戻つて、主制御回路８は、CPU10,ROM11,RAM12
及びA/D変換器等を内蔵したI/O13等からなるマイクロコ
ンピユータによつて構成してある。

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、アイドルスイツチ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
S₇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にセツト／リセツト信号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（BT
DC40゜）で積分器7Dの積分動作を開始させ、圧縮上死点
（TDC）でその積分動作を停止させ、圧縮上死点後（ATD
C）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、図示しない吸入空気量信号等の
各種入力信号に基づいて、ノツキングに関する判定，点
火時期制御系の異常判定，点火時期の修正量の決定，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、I/O13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
セツトし、これ等のレジスタの値と位置信号S₃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つて、バツテリ17から給電さ
れているイグニツシヨンコイル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、この高電圧をデイスト
リビユータ19によつて第１気筒〜第４気筒の点火プラグ
20A〜20Dに選択的に分配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図以降も参照して説明する。

まず、この実施例におけるノツキングの検出原理につい
て説明する。

一般に、人間の聴感によるノツクレベルの判定は、定常
的に発生している背景雑音による音圧レベルとノツキン
グ振動による音圧レベルとの相対的な強度差によつてお
こなわれていると考えられている。

したがつて、非ノツク時における筒内圧の振動エネルギ
（燃焼圧力振動エネルギ）と、ノツ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、人間の官能評価と
良く一致するノツキングレベルの検出が可能となる。

ところで、経験的に上死点前にノツキングが発生するこ
とは無いと考えて良いことから上死点前の筒内圧振動
（燃焼圧力振動）の検出値を（整流）積分した積分値
は、上死点後のノツキングの発生の有無にかかわらず、
非ノツク時の上死点後の膨張行程における筒内圧力の振
動エネルギの予測値になつていると云える。

したがつて、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（整流）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
により、非ノツク時の筒内圧の振動エネルギと燃焼行程
中の筒内圧の振動エパネルギとを直接比較することにな
る。

なお、この場合、積分区間は、吸・排気弁の着座・離座
の振動によつ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゜〜ATDC45゜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気筒内燃機関においては、第１気筒＃１〜第４
気筒＃４を＃１→＃３→＃４→＃２→＃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及びチヤージアンプ2A〜2Dが
正常なときには、チヤージアンプ2Aからは、同図（ハ）
に示すような検出信号S₂₁が出力され、他のチヤージア
ンプ2B〜2Dからも同様な検出信号S₂₂〜S₂₄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。

それによつて、このマルチプレクサ６からの検出信号S₂
nから信号処理回路７のバンドパスフイルタ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で半波整流する
ことによつて同図（ヘ）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゜になつた時点t₁で、セツト
／リセツト信号SSRを“H"にして積分器7Dの積分動作を
開始させ、TDCになつた時点t₂でセツト／リセツト信号S
SRを“L"にして積分動作を停止させる。

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

それによつて、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間の積分動作によつ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t₃
〜t₄間の積分動作によつてノツク時の振動エネルギに相
関する相関値（積分値）が得られる。

そして、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、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量ＢとしてRAM1
2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変換値をノツク時の振動エネルギに相関した量
ＫとしてRAM12の所定のアドレスに格納する。

そして、ノツキング制御に関しては、この量Ｂと量Ｋと
の比（K/B）又は差（Ｋ−Ｂ）を算出し、量Ｋを正規化
して使用する。

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、圧縮行程初期の筒内圧力Pa（例えばBTDC60゜の
筒内圧力）と爆発行程の筒内圧力Pb（例えばATDC10゜の
筒内圧力）とを比較した場合、必ずPa＜Pbの関係にな
る。

そこで、第５図（ニ）に示すように、筒内圧力に相関す
るマルチプレクサ６からの検出信号S₂nを所定のクラン
ク角度、例えば上述したようにBTDC60゜及びATDC10゜で
A/D変換して筒内圧力Pa,Pbに相関する相関値（以下「筒
内圧力相関値Pa,Pb」と称す）を得て、その筒内圧力相
関値Pa,Pbを比較することによつて、Pa≧Pbとなつたと
きに、その時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。

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６図以降を参照して説明する。

第６図を参照して、STEP1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（立上つたとき）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が立下つ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気筒についての基進信号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
とによつて、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
気筒を判定することができる。

そして、STEP2でマルチプレクサ６を駆動して、STEP1で
の気筒判別結果に応じた気筒に対応するチヤージアンプ
2A〜2Dからの検出信号S₂₁〜S₂₄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、STEP3で前述したように信号処理回路７の積分
器7Dの積分タイミングをセツトして、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、STEP4〜10でSTEP1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７図は、この第６図における第ｉ（ｉ＝１〜４）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、ビツトb₀は第１気筒，ビツトb₁は第２気筒，ビツ
ト_２は第３気筒，ビツトb₃は第４気筒の各々正常・異常
を示す。

dci:点火時期修正量であり、第１気筒はdc₁,第２気筒は
dc₂,第３気筒はdc₃,第４気筒はdc₄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（dcg）：点火時期制御系が正常と判定された各気筒
の点火時期の修正量（dci）の内の最も遅角側の点火時
期修正量を意味する。

dcf:点火時期制御系が異常と判定された気筒のための遅
角量を意味する。なお、dcfは負の値をとり、その絶対
値が大きくなる程点火時期は遅れるものとする。

次に、この第７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STEP2の処理によつてマルチプ
レクサ６からチヤージアンプ2A〜2Dからの検出信号S₂₁
〜S₂₄の内の第ｉ気筒の検出信号が選択されて検出信号S
₂nとして信号処理回路７に入力されている。

そこで、STEP11でその検出信号S₂nをBTDC60゜,ATDC10゜
でA/D変換して筒内圧力相関値Pa,筒内圧力相関値Pbを求
め、さらに検出信号S₂nの所定角度範囲での整流積分出
力S₇をTDCでA/D変換して量Ｂを求める。

そして、STEP12で筒内圧力相関値Paと筒内圧力相関値Pb
とを比較して、Pb＞Paか否かをチエツクして点火時期制
御系が正常か否かを判定する。

このとき、Pb＞Paであれば、すなわち第ｉ気筒の点火時
期制御系（ノツキングセンサ）が正常であれば、STEP13
でフラグFLGの第ｉ気筒の正常・異常を示すビツト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
ツトb₃〜b₀）の値と「1110」との論理積（FLG・1110）
をとることによつて最下位ビツトb₀を「０」にする。

第２気筒であれば、読出したフラグFLG（ビツトb₃〜
b₀）の値と「1101」との論理積（FLG・1101）をとるこ
とによつて最下位ビツトb₁を「０」にする。

第３気筒であれば、読出したフラグFLG（ビツトb₃〜
b₀）の値と「1011」との論理積（FLG・1011）をとるこ
とによつて最下位ビツトb₂を「０」にする。

第４気筒であれば、読出したフラグFLG（ビツトb₃〜
b₀）の値と「0111」との論理積（FLG・0111）をとるこ
とによつて最下位ビツトb₃を「０」にする。

そして、STEP14でマルチプレクサ６からの検出信号S₂n
の所定角度範囲での整流積分出力S₇をATDC45゜でA/D変
換して量Ｋを求める。

その後、第ｉ気筒の点火時期修正量dciを算出する処理
をする。

これに対して、STEP12でPb＞Paでなければ、すなわち第
ｉ気筒の点火時期制御系に異常が発生したときには、ST
EP16でフラグFLGのビツトbiを「１」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（ビツ
トb₃〜b₀）と「0001」との論理和（FLG＋0001）をとる
ことによつてフラグFLGのビツトb₀を「１」にする。

第２気筒であれば、読出したフラグFLG（ビツトb₃〜
b₀）と「0010」との論理和（FLG＋0010）をとることに
よつてフラグFLGのビツトb₁を「１」にする。

第３気筒であれば、読出したフラグFLG（ビツトb₃〜
b₀）と「0100」との論理和（FLG＋0100）をとることに
よつてフラグFLGのビツトb₂を「１」にする。

第４気筒であれば、読出したフラグFLG（ビツトb₃〜
b₀）と「1000」との論理和（FLG＋1000）をとることに
よつてフラグFLGのビツトb₃を「１」にする。

その後、STEP17でFLGの「１」のビツト数、すなわち異
常と判定された点火時期制御系の個数をカウントして、
異常数FCとしてRAM12の予め定めたエリアに格納する。

そして、STEP18で異常数FCの値及び機関の運転条件に応
じて遅角補正量dcfを決定する。すなわち、異常数FCの
値に応じて例えば−（FC×２）degを異常気筒の遅角補
正量dcfとする。このとき、さらに機関の運転条件を判
断して運転条件が予め定めた所定の領域、例えば機関回
転数4000回転以上であれば、dcfから更に所定値（例え
ば2deg）遅角させて、（dcf−２）を遅角補量dcfとす
る。

その後、第ｉ気筒の点火時期修正量dciとして、正常気
筒中最も遅角している点火時期修正量Min（dcg）からST
EP18で算出した遅角補正量dcfを減算した値（Min（dc
g）−dcf）として決定する。

つまり、ノツキングセンサに異常が発生したときには、
その気筒の点火時期を、ノツキングセンサが正常な他の
気筒の内の最もノツキングが起こり易い気筒、すなわち
点火時期が最も遅れている気筒の点火時期より・センサ
異常数と運転条件により定まる所定量である遅角補正量
dcfだけ遅角した点火時期とする。

次に、第７図における正常時の点火時期修正量算出処理
（STEP15）の詳細について第８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:ノツキングの有無を判定するための基準値である。

KFLG:ノツ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がリセツトされた時からの点火回数を
示す値（以下では「カウント値BCNT」と称す） KCNT:フラグKFLGがセツトされた時からの点火回数を示
す値（以下では「カウント値KCNT」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、STEP31で前述した非ノツク時の振動エネルギ相関
値である量Ｂとノツク時の振動エネルギ相関値である量
Ｋ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K/B算出処理をする。

そして、STEP32で上述した処理によつて算出したK/B値
を基準値SLと比較して、K/B値＞SLか否かを判別して、
ノツキングが発生したか否かを判定する。

このとき、K/B値＞SLであれば、すなわちノツクが発生
していれば、後述するSTEP43に移行する。

これに対して、K/B値＞SLでなければ、すなわちK/B値≦
SLであつて、ノツキングが発生していなければ、STEP33
で後述するSTEP44でノツキングの発生時にセツトする
（「１」にする）フラグKFLGが「０」か否かを判別す
る。

このとき、フラグKFLGが「０」であれば、すなわちノツ
キングが発生していなければ、STEP34〜37でノツキング
が発生した時からK/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、STEP34でカウント値BCNTをインクリメント（＋
１）した後、STEP35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、STEP36で点火時期の修正量dci
をインクリメント（＋１）して点火時期を１度進角させ
た後、STEP37でカウント値BCNT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
ち過去にノツキングが発生していれば、STEP38〜42にお
いてK/B値＞SLになつた時から20サイクル以上K/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、STEP38でカウント値KCNTをインクリメント（＋
１）した後、STEP39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、KCNT＞20でなければ、そのまま処理を終了
し、またKCNT＞20であれば、STEP40でフラグKFLGをリセ
ツトした後、STEP41でカウント値KCNTをクリア（KCNT＝
０）し、STEP42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、STEP32でK/B値＞SLになつたとき、すな
わちノツクが発生したときには、STEP43でフラグKFLGが
「０」か否かをチエツクして、最初のノツキング発生か
否かを判別する。

このとき、フラグKFLGが「０」であれば、すなわち最初
のノツキングであれば、STEP44でフラグKFLGをセツト
（KFLG＝１）した後、STEP45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「０」でなければ、すなわ
ち２回目以降のノツキングの発生であれば、STEP46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K/B値＞SLになつたか否かを判別す
る。

このとき、KCNT≦10でなければ、前述したSTEP45を実行
して処理を終了し、またKCNT≦10であれば、STEP47で点
火時期の修正量dciをデクリメント（−１）して点火時
期を１度遅角させた後、前述したSTEP45を実行して処理
を終了する。

このように、ここでは、ノツクが発生したときには、そ
のノツ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STEP36,47における修正量dciについては補
正後の修正量dciが予め定めた値を越えていないか否か
の判定等をして、修正量dciの値を制限することによつ
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、STEP47でデクリメントする遅角量は、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K/B値の
大きさ、すなわちノツクの強度ないし程度に応じた値に
することもできる。

次に、点火時期制御処理について第９図を参照して説明
する。

この処理は、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て実行が開始され
る。

まず、STEP61で、吸入空気量及び機関回転数等に応じた
基本点火時期Ｄを決定する。なお、これはROM11に格納
した例えば第10図に示すような特性値のテーブルルツク
アツプによつて行なう。

そして、STEP62〜68で、この決定した基本点火時期Ｄ及
び前述した処理によつて決定した修正量dciに基づい
て、｛70−（Ｄ＋dci）｝の演算をして、BTDC（Ｄ＋dc
i）を基準信号S₂の入力タイミングからの角度に変換
し、STEP69でこの演算結果をI/O13の前述した進角値（A
DV）レジスタにセツトする。

このように、この内燃機関の制御装置においては、各気
筒の点火時期制御系に異常が発生したときには、その点
火時期制御系によつて制御される気筒の点火時期を、正
常な気筒の点火時期のうち最も遅角側にある点火時期か
ら異常の気筒数及び運転条件に応じて決定した所定量を
減算した遅角補正量だけ遅角した点火時期に制御する。

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、ノツキングの発生を抑えつつ
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。

ところで、このように点火時期制御系に異常が発生した
気筒の点火時期を点火時期制御系が正常な他の気筒の点
火時期より所定量遅角側に制御する代わりに、正常な気
筒の点火時期と同じに制御することも考えられる。

しかしながら、このようにした場合には、気筒間に特性
のバラツキがあるため、特に正常気筒が少ないときに
は、正常気筒中の最も遅角している点火時期に異常気筒
の点火時期を合わせたとしても、ノツキングが発生して
運転者に不快感を与える場合もある。

すなわち、このような正常気筒の点火時期と同じにする
制御を行なう場合、例えば６気筒機関で気筒別に点火時
期制御を行なつているときに１気筒だけが正常と判別さ
れると、全気筒の点火時期がその１個の正常な気筒の点
火時期と同じになる。しかしながら、その正常気筒が全
気筒の中で一番ノツキングが発生しにくい気筒である場
合には、他の気筒を同じ点火時期で制御するとノツキン
グが発生してしまう。

これに対して、この発明では、このような気筒間の特性
のバラツキによるノツキングの発生をも抑制するため
に、正常気筒の点火時期よりも所定量遅角側に点火時期
を制御するものである。

この場合、正常気筒が多いときには、その中で最遅角気
筒を選択することで特性のバラツキをかなりの程度まで
吸収することができるが、１気筒のみ正常であるような
場合には、所定量は気筒間のバラツキの最大値を選択す
る必要がある。

そこで、本発明では、更に正常気筒数に応じて所定量を
決定するようにして不必要な遅角をすることなく点火時
期制御系の異常に伴なう不都合を回避している。

また、高回転域ではノツクの発生によつてエンジンに与
える影響が大きいために、上記実施例においては機関の
運転条件に応じて所定量を増加するようにしている。

ここで、６気筒機関の場合を例にして具体的に説明して
おく。なお、遅角所定量を（異常気筒数×２）degとす
る。

６気筒の内の１気筒が異常で他の５気筒が正常で、
その５気筒の各点火時期がBTDC 30゜,28゜,26゜,24゜,26゜であるときには、（最遅角気筒24゜BTDC−異常気筒数１×２）＝24−２＝22゜BTDC に異常気筒の点火時期を制御する。

６気筒の内の３気筒が異常で他の３気筒が正常で、
その３気筒の各点火時期がBTDC 30゜,28゜,26゜であるときは、（最遅角気筒26゜BTDC−異常気筒数３×２）＝26−６＝20゜BTDC に各異常気筒の点火時期を制御する。

特定の運転領域では、上記，の点火時期を更に
例えば２゜遅角させる。

なお、上記実施例においては、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ツクに設
ける構成等にすることもできる。

また、上記実施例では、ノツキングを検出してこの検出
結果に基づいて点火時期を制御する例について述べた
が、前述したように筒内圧力が最大となるように点火時
期を制御する所謂MBT制御を行なう場合にもこの発明を
同様に実施できる。

さらに、上記実施例では、各気筒毎に点火時期を制御す
る例について述べてが、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、点火時期制御
系に異常が発生した気筒若しくは気筒群の点火時期を、
正常な気筒若しくは気筒群の点火時期のうち最も遅角側
にある点火時期から異常の気筒数若しくは気筒群数に対
応した所定量を減算した遅角補正量だけ遅角した点火時
期に制御するようにしたから、点火時期制御系の故障に
よるノッキングの発生を抑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、しかも、気筒間の特性のバラツキによるノッキング
の発生を抑制できると共に、不必要な遅角制御をするこ
となく点火時期制御系の異常に伴う不都合を回避するこ
とができるという利点がある。

【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ツク図、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
を示すブロツク図、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ツク図、第５図は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ヤート図、第６図は主制御回路が実行する異常判定・点火時期修正
量決定処理の一例を示すフロー図、第７図は第６図の第ｉ気筒修正量決定処理の一例を示す
フロー図、第８図は第７図における正常時における点火時期修正量
算出処理の一例を示すフロー図、第９図及び第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及びそ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……チヤージアンプ３……クランク角センサ５……コントロールユニツト、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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関のノッキングの検出結果に基づい
て各気筒若しくは各気筒群毎に点火時期を制御する内燃
機関の制御装置において、前記各気筒若しくは各気筒群
の機関のノッキングを検出する少なくとも３つのノッキ
ングセンサと、該ノッキングセンサの検出結果に基づい
て前記各気筒若しくは各気筒群についての点火時期制御
系に異常が発生したか否かを判定する判定手段と、前記
ノッキングセンサの検出結果に基づいて各気筒若しくは
各気筒群の点火時期を制御すると共に、前記判定手段の
判定結果に基づいて点火時期制御系に異常が発生した気
筒若しくは気筒群の点火時期を、正常な気筒若しくは気
筒群の点火時期のうち最も遅角側にある点火時期から異
常の気筒数若しくは気筒群数に対応した所定量を減算し
た遅角補正量だけ遅角した点火時期に制御する点火時期
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。