JPH0694861B2

JPH0694861B2 - エンジンの点火時期制御装置

Info

Publication number: JPH0694861B2
Application number: JP62255813A
Authority: JP
Inventors: 和正飯田; 修中山; 裕彦岩本
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1987-10-11
Filing date: 1987-10-11
Publication date: 1994-11-24
Anticipated expiration: 2009-11-24
Also published as: JPH01100378A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、ガソリンエンジン等のスパーリングエンジン
（内燃機関）における点火時期制御装置に関する。

［従来の技術］従来より、ガソリンエンジンの点火時期制御は例えば次
のようにして行なわれている。すなわち、エンジンの吸
入空気量を検出する流量センサおよびエンジン回転数を
検出するエンジン回転数センサからエンジンの運転状態
を検出し、これらのセンサからの検出結果に基づいて、
吸入空気量Ａをエンジン回転数Neで割って得られる体積
効率Ev（A/Ne）とエンジン回転数Neとで決まる進角値
（点火時期情報）をもった２次元マップから基本点火時
期情報を求め、この基本点火時期情報に適宜の補正を行
ない、このようにして得られた点火時期情報に基づき点
火手段（点火プラグや点火コイル等）を作動させること
により、エンジンの点火時期を制御している。

［発明が解決しようとする問題点］ところで、上述の基本点火時期情報に対して行なう適宜
の補正には、エンジンの冷却水温に基づく補正や吸気温
に基づく補正等があるが、特に、エンジンの加速時に、
以下のような理由によるノッキングが生じるので、エン
ジンの加速時にも点火時期情報に対して何らかの補正を
行なう必要がある。

まず、第１の理由は、エンジンをそのパーシャル運転状
態から加速しようとすると、燃焼室内の排ガス残量が少
ないため、燃焼スピードが上昇すると共に実質充填率も
上昇してノッキングを生じやすくなる。そして、このノ
ッシング現象は、エンジン加速開始後、エンジンの燃焼
室（気筒）の数に応じたピストン工程数だけ続く。例え
ば、４気筒エンジンであれば、このノッキング現象は加
速開始から最大４工程まで続くことになる。

また、第２の理由は、点火時期を決定するためのエンジ
ン負荷の検出には、通常工程遅れが生じ、点火処理は一
工程後であるためこれだけでは問題とならないが、この
点火処理でも工程遅れを生じると、点火時期制御が遅
れ、加速時には、所定の点火時期よりも進んでノック臨
界ラインを超えてしまうことになりノッキングを生じ
る。

このようなノッキングを回避するためには、エンジンの
加速時に基本点火時期情報を適宜遅角側に補正（リター
ド）すればよい。

そこで、第８図のグラフ（このグラフの縦軸は遅角すな
わちリタード量を示す。）に破線で示すように、加速開
始の初期に所要時間（たとえば４気筒エンジンであれば
４工程分の時間）だけ、上述の第１および第２の理由に
よるノッキングを共に回避するのに十分な一定の大きさ
のリタード量をとり、加速開始から所要時間経過すると
リタード量を漸減させていくように設定して、加速時の
点火時期を補正する手段が考えられる。

ところが、上述の第１の理由によるノッキングは、例え
ば４気筒エンジンであれば加速開始から最大４工程まで
続くことになるが、上述の第２の理由によるノッキング
は、エンジンの２工程分までしか続かない。したがっ
て、まず第２の理由によるノッキングが解消され、つい
で、更に所定時間が経過した後に第１の理由によるノッ
キングが解消する。

このため、加速開始後所要時間だけ一定量だけリタード
量をとって所要時間経過後にリタード量を漸減させてい
く上述の手段では、第２のノッキングの理由が解消され
て、且つ、第１のノッキングの理由が残存する期間内
（例えば第3,4工程）では、本来必要なリタード量は低
下するにもかかわらず、依然として大きなリタード量で
補正されつづけることになる。

したがって、この過大なリタード量分だけ、エンジンの
出力増加が抑制され、目的とするエンジンの加速がそれ
だけ遅れてしまうという問題点がある。

本発明は、このような問題点を解決しようとするもの
で、エンジンの速やかな加速をできるだけ妨げないよう
にしながら、加速時のノッキングを確実に防止できるよ
うにしたエンジン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］このため、本発明のエンジンの点火時期制御装置は、点
火手段を有するエンジンの運転状態に応じて基本点火時
期を設定する基本点火時期設定手段と、上記エンジンの
加速時に上記基本点火時期を補正するための加速開始後
の経過期間と関数関係にある加速時用点火時期補正量を
設定する加速時用点火時期補正量設定手段とをそなえる
とともに、上記エンジンの運転状態に応じて求められた
上記の基本点火時期および加速時用点火時期補正量に基
づき上記点火手段を作動させる制御手段をそなえ、上記
加速時用点火時期補正量が、加速開始の初期に第１のリ
タード量をとり、上記加速開始から所要期間経過すると
上記第１のリタード量よりも小さい第２のリタード量を
とり、更に所要期間経過すると、上記第２のリタード量
を漸減させていくように設定され、且つ、上記の第１の
リタード量と第２のリタード量とのうち少なくとも一方
は加速の度合が大であるときに大きなリタード量をとる
ように加速の度合に応じて調整されるように構成されて
いることを特徴としている。

［作用］上述の本発明のエンジンの点火時期制御装置では、加速
時用点火時期補正量が、加速開始の初期に第１のリター
ド量をとり、上記加速開始から所要期間経過すると上記
第１のリタード量よりも小さい第２のリタード量をと
り、更に所要期間経過すると、上記第２のリタード量を
漸減させていくように設定され、且つ、上記の第１のリ
タード量と第２のリタード量とのうち少なくとも一方は
加速の度合が大であるときに大きなリタード量をとるよ
うに加速の度合に応じて調整されるように構成されてい
るので、加速時に生じるノッキングの理由に応じてより
細やかな加速時用点火時期の補正が行なわれて、ノッキ
ングを防止しながら、加速時の進角量の遅角補正が速や
かに完了される。

［実施例］以下、図面により本発明の一実施例としてのエンジンの
点火時期制御装置について説明すると、第１図はその制
御ブロック図、第２図は本装置を有するエンジンシステ
ム示す全体構成図、第３図は上記エンジンシステムの制
御ブロック図、第４図は上記エンジンシステムの燃料制
御ブロック図、第５図（ａ）はその点火ドライバの電気
回路図、第５図（ｂ）はその点火時期用の概略制御ブロ
ック図、第６図はその体積効率の決定の仕方を説明する
ためのフローチャート、第７図はノック臨界ラインとMB
Tラインとの関係を縦軸に体積効率をとり横軸に点火時
期をとって示すグラフ、第８図はその加速時補正マップ
の拡大図、第９図（ａ），（ｂ）はともにその加速時補
正手段における補正手順を示すフローチャートである。

さて、本装置によって制御される車載用ガソリンエンジ
ンシステムは、第２図のようになるが、この第２図にお
いて、ガソリンエンジンＥ（以下、単にエンジンＥとい
う）はその燃焼室１に通じる吸気通路２および排気通路
３を有しており、吸気通路２と燃焼室１とは吸気弁４に
よって連通制御されるとともに、排気通路３と燃焼室１
とは排気弁５によって連通制御されるようになってい
る。

また、吸気通路２には、上流側から順にエアクリーナ6,
スロットル弁７およびエンジンの動作に影響を与える第
１のエンジン調整要素を構成する電磁式燃料噴射弁（イ
ンジェクタ）８が設けられており、排気通路３には、そ
の上流側から順に排ガス浄化用の触媒コンバータ（三元
触媒）９および図示しないマフラ（消音器）が設けられ
ている。

なお、インジェクタ８は吸気マニホルド部分に気筒数だ
け設けられている。今、本実施例のエンジンＥが直列４
気筒エンジンであるとすると、インジェクタ８は４個設
けられていることになる。即ちいわゆるマルチポイント
燃料噴射（MPI）方式のエンジンであるということがで
きる。

また、スロットル弁７はワイヤケーブルを介してアクセ
ルペダルに連結されており、これによりアクセルペダル
の踏込み量に応じて開度が変わるようになっているが、
更にアイドルスピードコントロール用モータ（ISCモー
タ）10によっても開閉駆動されるようになっており、こ
れによりアイドリング時にアクセルペダルを踏まなくて
も、スロットル弁７の開度を変えることができるように
なっている。

さらに、各気筒には、その燃焼室１へ向けて点火プラグ
18（第２図において本来は燃焼室１の近傍に点火プラグ
18を描くべきであるが、紙面の都合で、点火プラグ18は
別の位置に描かれている）が設けられており、各点火プ
ラグ18はディストリビュータ50に接続されていて、この
ディストリビュータ50は点火コイル51に接続されてい
る。そして、点火コイル51付きのパワートランジスタ52
のオフ動作によって点火コイル51に高い電圧が発生し
て、ディストリビュータ50につながっている４本の点火
プラグ18のいずれかがスパーク（点火）するようになっ
ている。なお、パワートランジスタ52のオン動作によっ
て点火コイル51は充電を開始する。そして、これらの点
火プラグ18,ディストリビュータ50,点火コイル51,パワ
ートランジスタ52で、点火手段を構成する。

このような構成により、スロットル弁７の開度に応じエ
アクリーナ６を通じて吸入された空気が吸気マニホルド
部分でインジェクタ８からの燃料と適宜の空燃比となる
ように混合され、燃焼室１内で点火プラグ18を適宜のタ
イミングで点火させることにより、燃焼せしめられて、
エンジントルクを発生させたのち、混合気は、排ガスと
して排気通路３へ排出され、触媒コンバータ９で排ガス
中のCO,HC,NOxの３つの有害成分を浄化されてから、マ
フラで消音されて大気側へ放出されるようになってい
る。

さらに、このエンジンＥを制御するために、種々のセン
サが設けられている。まず吸気通路２側には、そのエア
クリーナ配設部分に、吸入空気量をカルマン渦情報から
検出する体積流量計としてのエアフローセンサ11,吸入
空気温度を検出する吸気温センサ12および大気圧を検出
する大気圧センサ13が設けられており、そのスロットル
弁配設部分に、スロットル弁７の開度を検出するポテン
ショメータ式のスロットルセンサ14,アイドリング状態
を検出するアイドルスイッチ15およびISCモータ10の位
置を検出するモータポジションセンサ16が設けられてい
る。

また、排気通路３側には、触媒コンバータ９の上流側で
燃焼室１に近い部分に、排ガス中の酸素濃度（O₂濃度）
を検出する酸素濃度センサ（O₂センサ）17が設けられて
いる。ここで、O₂センサ17は固体電解質の酸素濃淡電池
の原理を応用したもので、その出力電圧は論理空燃比付
近で急激に変化する特性を持ち、理論空燃比よりもリー
ン側の電圧が低く、理論空燃比よりもリッチ側の電圧が
高い。

さらに、その他のセンサとして、エンジン冷却水温を検
出する水温センサ19が設けられるほかに、クランク角度
を検出するクランク角センサ21（このクランク角センサ
21はエンジン回転数Ｎを検出するエンジン回転数センサ
も兼ねているので、以下、必要に応じ、このクランク角
センサ21をエンジン回転数センサと称することがある）
および第１気筒（基準気筒）の上死点を検出するTDCセ
ンサ22がそれぞれディストリビュータ50に設けられてい
る。

ところで、上記のセンサ11〜17,19,21,22からの検出信
号は、電子制御ユニット（ECU）23へ入力されるように
なっている。

なお、ECU23へは、バッテリ24（第３図参照）の電圧を
検出するバッテリセンサ25からの電圧信号やイグニッシ
ョンスイッチ（キースイッチ）26からの信号も入力され
ている。

また、ECU23のハードウエア構成は第３図のようになる
が、このECU23はその主要部としてCPU27をそなえてお
り、このCPU27へは、吸気温センサ12,大気圧センサ13,
スロットルセンサ14,O₂センサ17,水温センサ19およびバ
ッテリセンサ25からの検出信号が入力インタフェイス28
およびA/Dコンバータ30を介して入力され、アイドルセ
ンサ16およびイグニッションスイッチ26からの検出信号
が入力インタフェイス29を介して入力され、エアフロー
センサ11,クランク角センサ21およびTDCセンサ22からの
検出信号が直接に入力ポートへ入力されるようになって
いる。

さらに、CPU27は、バスラインを介して、プログラムデ
ータや固定値データを記憶するROM31,更新して順次書き
替えられるRAM32およびバッテリ24によってバッテリ24
が接続されている間はその記憶内容が保持されることに
よってバックアップされたバッテリバックアップRAM（B
URAM）33との間でデータの授受を行なうようになってい
る。

なお、RAM32内データはイグニッションスイッチ26をオ
フすると消えてリセットされるようになっている。

また、CPU27からは点火時期制御信号が点火ドライバ53
を介してパワートランジスタ52へ出力され、更には点火
コイル51からディストリビュータ50を介して例えば４つ
の点火プラグ18を順次スパークさせてゆくようになって
いる。

点火ドライバ53は、第５図（ａ）に示すごとく、CPU27
からのクランク180゜毎パルスに起因した信号をそれぞ
れ受けるフリップフロップ531,532、フリップフロップ5
31の出力とクロックジェネレータ538からのクロックと
を受けるANDゲート534、フリップフロップ532の出力と
クロックジェネレータ538からのクロックとを受けるAND
ゲート535、ANDゲート534,535からの信号でそれぞれト
リガされカウントダウンを開始する第１プリセットカウ
ンタ536,第２プリセットカウンタ537、第１プリセット
カウンタ536がゼロになったときに出力される信号でセ
ットされ第２プリセットカウンタ537がゼロになったと
きに出力される信号でリセットされるフリップフロップ
533をそなえており、フリップフロップ533の出力によっ
て、パワートランジスタ52がオンオフされるようになっ
ている。

なお、第１プリセットカウンタ536,第２プリセットカウ
ンタ537はそれぞれCPU27からのプリセット値M1,M2を入
力されてこのプリセット値M1,M2に応じた値までカウン
トダウンされゼロになると、その旨のパルス信号を出力
するようになっている。

また、フリップフロップ533がリセットされると、パワ
ートランジスタ52はオフとなり、フリップフロップ533
がセットされると、パワートランジスタ52はオンとなる
ため、第１プリセットカウンタ536は点火時期タイミン
グを決定し、第２プリセットカウンタ537は点火コイル
充電タイミングを決定する。そして、一般には、点火後
充電が行なわれるので、まず第１プリセットカウンタ53
6から出力パルスが出て、ついで第２プリセットカンウ
ンタ537から出力パルスが出るように、プリセット値M1,
M2（M1＜M2）が設定されている。

さらに、プリセット値M1,M2を決定するために、ECU23
は、次の手段を有している。すなわち、概略的には、第
５図（ｂ）に示すごとく、後述のE_VPとエンジン回転数N
eとで決まる２次元の点火時期データ（進角データ）θ
_０を点火時期マツプMP3に記憶する点火時期データ記憶
手段54およびエンジン回転数Neで決まる閉角度データ
θ′を閉角度マップMP4に記憶する閉角度データ記憶手
段55を有しており、更にエアフローセンサ11,エンジン
回転数センサ21からの信号を受けて点火時期マツプMP3
からE_VPとエンジン回転数Neとで決まる点火時期データ
を読み出しこの読み出された点火時期データに対応する
時間データをそのアドレスST1にプリセット値M1として
設定する点火時期決定手段56と、エンジン回転数センサ
21からの信号を受けて閉角度マップMP4からエンジン回
転数Neで決まる閉角度データを読み出しこの読み出され
た閉角度データに対応する時間データをそのアドレスST
2にプリセット値M2として設定する閉角度決定手段57と
を有している。

したがって、点火時期決定手段56からはプリセット値M1
情報を持ったプリセット信号が第１プリセットカウンタ
536へ出力されるとともに、閉角度決定手段57からはプ
リセット値M2情報を持ったプリセット信号が第２プリセ
ットカウンタ537へ出力される。

ところで、点火時期制御のためのブロック図を更に詳細
に示すと、第１図に示すようになる。すなわち、この点
火時期制御装置は、第１図に示すごとく、２次元の基本
点火時期データ（進角データ）θ_０を記憶する点火時期
マツプMP3をもった基本点火時期設定手段（点火時期演
算手段）58のほかに、水温補正マップMP5をもった水温
補正手段59,加速時補正マップMP6をもった加速時用点火
時期補正量設定手段としての加速時補正手段60,吸気温
補正マップMP7をもった吸気温補正手段61,アイドル安定
化補正マップMP8をもったアイドル安定化補正手段62を
そなえて構成されている。

ここで、点火時期マツプMP3では、吸入空気量／エンジ
ン回転数、即ち体積効率とエンジン回転数Neとがわかれ
ば、マップ値から基本点火時期θ_０が決まるようになっ
ているが、この体積効率の値は、従来のものと異なり、
予め大気圧補正が施されている。

そして、このように体積効率に予め大気圧補正を施す
（このように大気圧補正を施すことによって、得られた
体積効率をE_VPという）には、まず、第６図のステップa
1で、吸入空気量A,エンジン回転数Ne,大気圧Ｐを入力
し、ステップa2で、Ａ×（P/760）をＡ′とおくことに
より、吸入空気量Ａを１気圧で正規化し、ステップa3
で、Ａ′/NeとE_VPとおくことが行なわれる。このように
して、点火時期マツプMP3の体積効率に予め大気圧補正
が施すことができたが、その後は、第６図のステップa4
で、このE_VPとNeとに基づき基本点火時期データ（進角
データ）θ_０を設定し、これらの関係を点火時期マツプ
MP3に記憶するのである。

水温補正マップMP5は、冷却水温WTと進角量θ_WTとの関
係を記憶しており、その関係は水温が高いほど、進角値
θ_WTが小さくなるようになっている。

加速時補正マップMP6は、第８図に示すように、加速し
始めてからの時間ｔと遅角量θ_ACとの関係を記憶してお
り、第８図に示すように、この時間ｔと遅角量（リター
ド量）θ_ACとの関係は、加速開始の初期に第１のリター
ド量（本実施例ではレベル８）をとり、上記加速開始か
ら所要時間経過すると上記第１のリタード量よりも小さ
い第２のリタード量（本実施例ではレベル４）をとり、
更に所要時間経過すると、上記第２のリタード量を漸減
させていくように設定されている。

そして、この加速時補正マップMP6をもった加速時用点
火時期補正量設定手段として加速時補正手段60では、加
速判定するための情報としてスロットル開度変化が用い
られている。

つまり、スロットルセンサ14で検出されたスロットル開
度の値Θを、スロットル開度変化演算手段71で時間微分
してスロットル開度変化の値（ｄΘ/dt＝ΔΘ）を算出
する。そして、加速判定手段72において、スロットル開
度変化の値ΔΘを基準値α_１（α_１＞０）と比較し、Δ
Θが基準値α_１よりも大きい（ΔΘ＞α_１）時に、エン
ジンが加速状態にあると判定する。

なお、本加速判定手段72では、エンジンが減速状態にあ
ることも判定されるようになっている。つまり、スロッ
トル開度変化の値ΔΘを減速状態の基準値−α_２（α_２
＞０）と比較し、ΔΘが基準値−α_２よりも小さい（Δ
Θ＜−α_２）時に、エンジンが減速状態にあると判定す
る。

また、この加速判定手段72は、例えば5msec（0.005秒）
ごとにスロットル開度変化の値ΔΘを取り込んで、加速
判定および減速判定をするようになっている［第９図
（ａ）におけるステップb1,b2参照］。

一方、加速時用点火時期補正量設定手段としての加速時
補正手段60では、加速判定手段72からの加速判定情報に
基づいて、ΔΘが基準値α_１よりも大きい時には、工程
カウンタのカウント数Ｃを０にリセットし［第９図
（ａ）におけるステップb3］、ΔΘが基準値−α_２より
も小さい時には、カウント数Ｃを所定値（ここでは10）
にセットする［第９図（ａ）におけるステップb4］よう
になっている。

そして、この加速時補正手段60では、第９図（ｂ）のフ
ローチャートに示すように、各気筒の各工程ごと（クラ
ンク角180゜ごと）に、第９図（ｂ）のフローチャート
に示すようにして、リタード量を設定しうるようになっ
ている。

つまり、上述のごとく決定するカウント数Ｃが10である
か判定し（ステップc1）、ここでカウント数Ｃが10でな
い場合には［この場合、第９図（ａ）からもわかるよう
にカウント数Ｃは０となる。］、リタード量Ｒをカウン
ト数Ｃに基づく関数ｆ（Ｃ）で設定し（ステップc2）、
このリタード量Ｒに基づいて進角量を遅角補正する。

関数Ｒ＝ｆ（Ｃ）は、加速時用点火時期補正量設定手段
72において設定され、例えば、以下の表１に示すリター
ドシーケンスに設定することが考えられる。

なお、各カウント数Ｃの値は、それぞれ、加速安定後の
各気筒の工程数に対応する。つまり、Ｃ＝0,1,2,・・
・,7,8,9は、それぞれ、加速判定後の各気筒の第1,2,3,
・・・,8,9,10番目の工程に対応している。

そして、Ｃ＝0,1、つまり、加速安定後の各気筒の第1,2
番目のエンジン工程では、エンジンの加速時に生じるノ
ッキング理由のうちの、第１の理由と第２の理由とに共
に対処しうるように、大きなリタード量Ｒ（第１のリタ
ード量R₁＝８）に設定し、Ｃ＝2,3、つまり、加速判定
後の各気筒の第3,4番目のエンジン工程では、エンジン
の加速時に生じるノッキング理由のうちの、第１の理由
に対処しうるように、第１のリタード量よりも小さな中
程度のリタード量Ｒ（第２のリタード量R₂＝４）に設定
して、Ｃ＝４以降では、つまり、加速判定後の各気筒の
第５番目のエンジン工程以降では、急激な進角量補正を
避けるために、徐々にリタード量を減少させて、Ｃ＝７
でリタード量Ｒを０としている。

そして、第８図中の実線L₁は、表１のリタードシーケン
スに対応したものである。なお、表１のシーケンスは、
４気筒エンジンに関するものであり、エンジの気筒数に
応じてこのシーケンスは適宜変更される。なお、第８図
において横軸に、時間がとられているが、この時間目盛
は、エンジンの工程に対応したものであり、エンジンの
作動速度によっては時間目盛間隔は実際の時間に対して
線形とはならない。

吸気温補正マップMP7は、吸気温ATと遅角、進角量θ_AT
との関係を記憶しており、その関係は、吸気温ATが低い
ところと、高いところとで、遅角させ、吸気温ATが中く
らいのところでは０となっている。

アイドル安定化補正マップMP8としては、例えば比例制
御（Ｐ制御）用と微分制御（Ｄ制御）用とがあるが、Ｐ
制御用は、エンジン回転数Neと点火時期情報θ_IDPとの
関係を記憶しており、その関係は、エンジン回転数Neが
ISC（アイドルスピードコントロール）目標エンジン回
転数設定手段73で設定されるISC目標エンジン回転数Ne₀
よりも高いと、遅角させ、エンジン回転数NeがISC目標
エンジン回転数Ne₀よりも低いと、進角させるようにな
っている。また、Ｄ制御用は、エンジン回転数変化ΔNe
と点火時期情報θ_IDDとの関係を記憶していて、その関
係は、エンジン回転が上がっている状態で、遅角させ、
エンジン回転が下がっている状態で、進角させるように
なっている。なお、いずれもハンチング防止のため、不
感帯が設けられている。

また、基本点火時期設定手段58からの基本点火時期デー
タθ_０と水温補正手段59からの水温補正データθ_WTは加
算手段63で加算され、加速時補正手段60からの加速時補
正データθ_ACと吸気温補正手段61からの吸気温データθ
_ATは加算手段64で加算され、この加算手段64からのデー
タ（θ_AC＋θ_AT）は、運転状態補正手段69によって、エ
ンジン運転状態によって適宜の補正を施されるようにな
っている。

さらに、運転状態補正手段69からのデータは、加算手段
65によって、加算手段63からのデータ（θ_０＋θ_WT）に
加算されるようになっている。

この加算手段65からのデータは、加算手段66にて、更に
アイドル安定化補正手段62からのアイドル安定化データ
θ_IDP,θ_IDDと足し合わせられて、タイミング制御部68
へ送られるようになっている。

なお、アイドル安定化補正手段62と加算手段66との間に
は、スイッチ67が介装されており、このスイッチ67は、
アイドルスイッチ15がエンジンアイドル時にオンになる
と、閉じ、それ以外で開いている。

また、タイミング制御部68は、上記の基本点火時期デー
タθ_０に種々の補正データ（θ_WT,θ_AC,θ_AT,θ_IDP,θ
_IDD）を加味したデータから点火時期を決定するもの
で、第５図（ｂ）の点火時期決定手段56の一部を構成す
る。

ところで、第３図に示すごとく、CPU27からは燃料噴射
用制御信号がインジェクタドライバ34を介して出力さ
れ、例えば４つのインジェクタ８を順次駆動させてゆく
ようになっている。

かかる燃料噴射制御（インジェクタ駆動時間制御）のた
めの機能ブロック図を示すと、第４図のようになる。す
なわちソフトウエア的にこのECU23を見ると、このECU23
は、まずインジェクタ８のための基本駆動時間T_Bを決定
する基本駆動時間決定手段35を有しており、この基本駆
動時間決定手段35は、吸入空気量／エンジン回転数（A/
Ne）で決まる１次元の基本駆動時間データ（T_B）ｉ［＝
Ｆ（A/Ne）］（ここで、ｉは正の整数）を基本駆動時間
マップMP1に記憶している基本駆動時間記憶手段を有し
ており、更にこの基本駆動時間決定手段35は、エアフロ
ーセンサ11,クランク角センサ（エンジン回転数セン
サ）21等から信号を受けて基本駆動時間マツプMP1からA
/Neで決まる基本駆動時間データを読み出しこの読み出
されたデータを現在のエンジン運転状態にあった基本駆
動時間T_Bとして決定する手段を有している。なお、基本
駆動時間決定手段35としては、基本駆動時間マツプMP1
を持たないで、A/Neに所要の係数ａを掛けて基本駆動時
間T_B［＝ａ（A/Ne）］とするものでもよい。

また、エンジン回転数とエンジン負荷（上記A/Ne情報は
エンジン負荷情報を有する）とに応じた補正係数K_AF1を
設定して空燃比補正を行なう空燃比補正手段36およびO₂
センサフィードバック時に補正係数K_AF2を設定して補正
を行なうO₂センサフィードバック補正手段37が設けられ
ており、空燃比補正手段36とO₂センサフィードバック補
正手段37とは相互に連動して切り替わるスイッチング手
段38,39によって択一的に選択されるようになってい
る。

そして、この空燃比補正手段36は、吸入空気量／エンジ
ン回転数（A/Ne）とエンジン回転数Ｎとで決まる２次元
の補正係数データ（K_AF1）ij（ここで、i,jは正の整
数。以下、同じ）を補正係数マップMP2に記憶している
補正係数記憶手段を有しており、更にこの空燃比補正手
段36は、エアフローセンサ11,クランク角センサ（エン
ジン回転数センサ）21等から信号を受けて補正係数マツ
プMP2からA/Neとエンジン回転数Neとで決まる補正係数
データを読み出しこの読み出されたデータを現在のエン
ジ運転状態にあった補正係数K_AF1として決定する手段を
有している。

さらに、エンジン冷却水温に応じて補正係数K_WTを設定
する冷却水温補正手段40,吸気温に応じて補正係数K_ATを
設定する吸気温補正手段41,大気圧に応じて補正係数K_AP
を設定する大気圧補正手段42,加速増量用の補正係数K_AC
を設定する加速増量補正手段43,バッテリ電圧に応じて
駆動時間を補正するためデッドタイム（無効時間）T_Dを
設定するデッドタイム補正手段44が設けられており、最
終的にはインジェクタ８の駆動時間T_INJをT_B×K_WT×K_AT
×K_AP×K_AC×（K_AF1またはK_AF2）＋T_Dとおいて、この時
間T_INJでインジェクタ８を駆動している。

なお、CPU27からはエアフローセンサ11の故障時にその
旨の信号が出力されるが、この信号は第３図に示すごと
くアラームランプ70へ出力されるようになっている。

次に、上記の点火およびインジェクタ駆動のための制御
領域を示す。この場合の制御タイミングは、180゜毎の
クランクパルスの割込みによって決定されるが、まず点
火時期の制御に際しては、点火時期決定手段56（タイミ
ング制御部68）のアドレスS1のデータ（基本点火時期デ
ータに種々の補正を施したデータ）をプリセット値M1と
して点火ドライバ53の第１プリセットカウンタ536にセ
ットし、閉角度決定手段57のアドレスST2のデータ（閉
角度データ）をプリセット値M2としての点火ドライバ53
の第２プリセットカウンタ537にセットし、その後クロ
ックパルスのゲート（ANDゲート534,535）を開放して各
プリセットカウンタ536,537にカウントダウン指令を出
す。これにより、プリセット値M1に対応する時間後にパ
ワートランジスタ52がオフして所要の点火プラグ18がス
パークし、その後第２プリセットカウンタ537がゼロに
なると、パワートランジスタ52がオンして点火コイル51
を充電する。

そして、加速時補正手段60では、第９図（ａ），（ｂ）
に示すように補正が実行される。

つまり、加速判定手段72で、スロットル開度変化演算手
段71で算出されたスロットル開度変化の値（ΔΘ）を基
準値α_１（α_１＞０）と比較し（ステップb1）、この結
果、ΔΘが基準値α_１よりも大きい時には、エンジンが
加速状態にあると判定されて、工程カウンタのカウント
数Ｃを０にリセットする（ステップb3）。また、加速判
定手段72で、スロットル開度変化の値ΔΘを減速状態の
基準値−α_２（α_２＞０）と比較し（ステップb2）、Δ
Θが基準値−α_２よりも小さい時には、エンジンが減速
状態にあると判定されて、カウント数Ｃを所定値（ここ
では10）にセットする（ステップb4）。また、スロット
ル開度変化の値ΔΘが、（−α_２≦ΔΘ≦α_１）であれ
ば、カウント数Ｃは変化しない。

さらに、この加速時補正手段60では、第９図（ｂ）のフ
ローチャートに示すように、各気筒の各工程ごと（クラ
ンク角180゜ごと）に、第９図（ｂ）のフローチャート
に示すようにして、リタード量を設定する。

つまり、まず、上述のごとく決定するカウント数Ｃが10
であるか判定し（ステップc1）、ここでカウント数Ｃが
10でない場合には［この場合、第９図（ａ）からもわか
るようにカウント数Ｃは０となる。］、リタード量Ｒを
カウント数Ｃに基づく関数ｆ（Ｃ）で設定する（ステッ
プc2）。そして、このリタード量Ｒに基づいて進角量を
遅角補正する。また、カウント数Ｃが10の場合には、リ
タードされない。

関数Ｒ＝ｆ（Ｃ）は、加速時用点火時期補正量設定手段
72において、例えば、表１のリタードシーケンスのよう
に設定され、進角量の遅角補正は、このシーケンスに基
づく。

そして、Ｃ＝0,1、つまり、加速判定後の各気筒の第1,2
番目のエンジン工程では、大きな第１のリタード量R₁＝
８によって、エンジンの加速時に生じるノッキング理由
のうちの、第１の理由と第２の理由とに共に対処し、Ｃ
＝2,3、つまり、加速判定後の各気筒の第3,4番目のエン
ジン工程では、第１のリタード量よりも小さな中程度の
第２のリタード量R₂＝４によって、エンジンの加速時に
生じるノッキング理由のうちの、第１の理由に対処す
る。ついで、Ｃ＝４以降では、つまり、加速判定後の各
気筒の第５番目のエンジン工程以降では、既にノッキン
グ理由は解消されているが、急激な進角量補正を避ける
ために、徐々にリタード量を減少させて、Ｃ＝７でリタ
ード量Ｒを０とする。

この結果、第８図中の実線L₁のごとく、破線で示す加速
開始後所要時間だけ一定量だけリタード量をとって所要
時間経過後にリタード量を漸減させていく場合と比べ、
不要な遅角量補正が解消され、また、より速く遅角補正
を終了でき、加速時に必要とすトルクの増加を妨げるこ
となく、加速開始時のノッキングが防止される。

なお、表１のシーケンスは、４気筒エンジンに関するも
のであり、エンジンの気筒数に応じてこのシーケンスは
適宜変更される。例えば、６気筒エンジンであれば、Ｃ
＝２〜５の間、第２のリタード量R₂＝４で補正する。

また、カウント値Ｃの初期値は、10以外に所望の補正具
合により適宜設定しうるものである。

そして、リタード量Ｒを示す数字は、そのリタードレベ
ルを便宜的に示すもので、ほぼこれに応じた適宜の遅角
補正を施すようにする。

さらに、リタード関数について詳述すれば、ΔΘをより
細かく分類し、リタード関数Ｒ＝ｆ（Ｃ）をＲ＝f
₁（Ｃ）,R＝f₂（Ｃ）・・・というように複数設けて、
加速状態に応じて、加速量が大きければより大きなリタ
ードレベルとし（第８図中のL₁参照）、加速量がそれほ
ど大きくなければより中程度または小さなリタードレベ
ルをするように微調整することが行なわれる（第８図中
のL₂,L₃参照）。

一方、インジェクタ駆動に際しては、前回のクランクパ
ルスと今回のクランクパルスとの間に発生したカルマン
パルス間の周期データに基づいてクランク角180゜あた
りの吸入空気量データを求め、アドレスQCRに入力す
る。

その後は、このQCRのデータに基づいて基本駆動時間T_B
が設定される。その後は、インジェクタ駆動時間T_INJを
T_B×K_WT×K_AT×K_AP×K_AC×（アドスKAFのデータ）＋T_D
から演算により求め、このT_INJを噴射タイマにセットし
たのち、この噴射タイマをトリガすることが行なわれて
いる。そして、このようにトリガされると、時間T_INJの
間だけ燃料が噴射されるのである。

このようにして、空燃比制御や点火時期制御を実行する
ことができるのである。

今、点火時期制御に着目すると、点火時期マツプMP3
は、吸入空気量／エンジン回転数、即ち体積効率とエン
ジン回転数Neとがわかれば、マップ値から基本点火時期
θ_０が決まるようになっていて、この体積効率の値は、
従来のものと異なり、予め大気圧補正が施されている。
即ち、体積ベースの体積効率Ev_VOLUMEについて、予め大
気圧補正のみを施したものE_VPを使ってマップ化してい
るということができる。これにより、例えば大気圧の低
い高地においても、出力低下を招くことがない。すわ
ち、大気圧が下がると、従来例のところで説明したよう
に、第７図に示すノック臨界ラインK₁は矢印β方向にシ
フトしていくゆくが、この場合のE_VPは大気圧補正を施
されているので、E_VPは下がらない。従って、このとき
エンジンの出力は低下しないのである。

そして、この場合は、エンジンの全運転ゾーンについ
て、大気圧補正を施されているのと等価であるので、基
本点火時期マップMP3だけて、エンジンの運転ゾーンの
すべてをカバーすることができるのである。

また、エアーフローセンサ11という体積流量センサに基
づく点火時期制御を行なっているので、小さい吸気温補
正（補正しなくてもよい場合もある）を施すだけで、吸
気温上昇時のノッキングを十分に回避できるのである。

なお、E_VPとNeとを変数とするマップを用いる代わり
に、E_VPと基本点火時期情報θ₀₁との関係を規定する１
次元マップと、Neと点火時期情報θ₀₂との関係を規定す
る１次元マップとを用意して、これらのマップの基本点
火時期情報θ₀₁,θ₀₂から基本点火時期情報θ_０を求め
てもよい。

また、本発明は、ディストリビュータを使用せず、すべ
て半導体スイッチング素子のスイッチング動作によっ
て、点火プラグへの分配を行なう低圧配電方式の点火装
置にも適用できることはいうまでもない。

なお、本発明はMPI方式のエンジンシステムのほか、SPI
方式（シングルポイント燃料噴射方式）のエンジンシス
テムにももちろん適用できる。

［発明の効果］以上詳述したように、本発明のエンジンの点火時期制御
装置によれば、点火手段を有するエンジンの運転状態に
応じて基本点火時期を設定する基本点火時期設定手段
と、上記エンジンの加速時に上記基本点火時期を補正す
るための加速開始後の経過期間と関数関係にある加速時
用点火時期補正量を設定する加速時用点火時期補正量設
定手段とをそなえるとともに、上記エンジンの運転状態
に応じて求められた上記の基本点火時期および加速時用
点火時期補正量に基づき上記点火手段を作動させる制御
手段をそなえ、上記加速時用点火時期補正量が、加速開
始の初期に第１のリタード量をとり、上記加速開始から
所要期間経過すると上記第１のリタード量よりも小さい
第２のリタード量をとり、更に所要期間経過すると、上
記第２のリタード量を漸減させていくように設定され、
且つ、上記の第１のリタード量と第２のリタード量との
うち少なくとも一方は加速の度合が大であるときに大き
なリタード量をとるように加速の度合に応じて調整され
るように構成されているという簡素な構成で、加速の度
合に応じて、エンジンの速やかな加速をできるだけ妨げ
ないようにしながら、加速時のノッキングを確実に防止
でき、滑らかな加速が実現するという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１〜９図は本発明の一実施例としてのエンジンの点火
時期制御装置を示すもので、第１図はその制御ブロック
図、第２図は本装置を有するエンジンシステムを示す全
体構成図、第３図は上記エンジンシステムの制御ブロッ
ク図、第４図は上記エンジンシステムの燃料制御ブロッ
ク図、第５図（ａ）はその点火ドライバの電気回路図、
第５図（ｂ）はその点火時期用の概略制御ブロック図、
第６図はその体積効率の決定の仕方を説明するためのフ
ローチャート、第７図はノック臨界ラインとMBTライン
との関係を縦軸に体積効率をとり横軸に点火時期をとっ
て示すグラフ、第８図はその加速時補正マップの拡大
図、第９図（ａ），（ｂ）はともにその加速時補正手段
における補正手順を示すフローチャートである。１……燃焼室、２……吸気通路、３……排気通路、４…
…吸気弁、５……排気弁、６……エアクリーナ、７……
スロットル弁、８……電磁弁（インジェクタ）、９……
触媒コンバータ、10……ISCモータ、11……エアフロー
センサ（体積流量計）、12……吸気温センサ、13……大
気圧センサ、14……スロットルセンサ、15……アイドル
スイッチ、16……モータポジションセンサ、17……酸素
濃度センサとしてのO₂センサ、18……点火手段を構成す
る点火プラグ、19……水温センサ、20……スタータスイ
ッチ、21……クランク角センサ（エンジン回転数セン
サ）、22……TDCセンサ、23……電子制御ユニット（EC
U）、24……バッテリ、25……バッテリセンサ、26……
イグニッションスイッチ（キースイッチ）、27……CP
U、28,29……入力インタフェイス、30……A/Dコンバー
タ、31……ROM、32……RAM、33……バッテリバックアッ
プRAM（BURAM）、34……インジェクタドライバ、35……
基本駆動時間決定手段、36……空燃比補正手段、37……
O₂センサフィードバック補正手段、38,39……スイッチ
ング手段、40……冷却水温補正手段、41……吸気温補正
手段、42……大気圧補正手段、43……加速増量補正手
段、44……デッドタイム補正手段、50……ディストリビ
ュータ、51……点火コイル、52……点火時期制御用パワ
ートランジスタ、53……点火ドライバ、54……点火時期
データ記憶手段、55……閉角度データ記憶手段、56……
点火時期決定手段、57……閉角度決定手段、58……点火
時期設定手段（点火時期算出手段）、59……水温補正手
段、60……加速時用点火時期補正量設定手段としての加
速時補正手段、61……吸気温補正手段、62……アイドル
安定化補正手段、63〜66……加算手段、67……スイッ
チ、68……制御手段を構成するタイミング制御部、69…
…運転状態補正手段、70……アラームランプ、71……ス
ロットル開度変化演算手段、72……加速判定手段、73…
…ISC目標エンジン回転数設定手段、531,532,533……フ
リップフロツプ、534,535……ANDゲート、536……第１
プリセットカウンタ、537……第２プリセットカウン
タ、538……クロックジェネレータ、Ｅ……エンジン、M
P1……基本駆動時間マップ、MP2……空燃比マップ、MP3
……基本点火時期マップ、MP4……閉角度マップ、MP5…
…水温補正マップ、MP6……加速時補正マップ、MP7……
吸気温補正マップ、MP8……アイドル安定化補正マッ
プ。

フロントページの続き (56)参考文献特開昭62−17368（ＪＰ，Ａ) 実開昭60−131669（ＪＰ，Ｕ) 実開昭61−33972（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】点火手段を有するエンジンの運転状態に応
じて基本点火時期を設定する基本点火時期設定手段と、上記エンジンの加速時に上記基本点火時期を補正するた
めの加速開始後の経過期間と関数関係にある加速時用点
火時期補正量を設定する加速時用点火時期補正量設定手
段とをそなえるとともに、上記エンジンの運転状態に応じて求められた上記の基本
点火時期および加速時用点火時期補正量に基づき上記点
火手段を作動させる制御手段をそなえ、上記加速時用点火時期補正量が、加速開始の初期に第１のリタード量をとり、上記加速開
始から所要期間経過すると上記第１のリタード量よりも
小さい第２のリタード量をとり、更に所要期間経過する
と、上記第２のリタード量を漸減させていくように設定
され、且つ、上記の第１のリタード量と第２のリタード量との
うち少なくとも一方は加速の度合が大であるときに大き
なリタード量をとるように加速の度合に応じて調整され
るように構成されていることを特徴とする、エンジンの点火時期制御装置。