JPH07247947A - 内燃機関の点火時期制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ノッキングの誤判断に基づく点火時期の誤っ
た遅角側補正を回避する。 【構成】 ピストンの打音や衝突に起因する振動がノッ
キング発生時における振動に近似した周波数や発生タイ
ミングで継続して３回起きると、その３回に亘り各回に
おいて擬似ノッキング発生時補正遅角量ＡＫＣＳ０の増
大（ＡＫＣＳ０＋△ｔ）を通した点火時期ＴＨＴの遅角
が繰り返される。しかし、３回目の遅角が終了すると、
擬似ノッキングをノッキングと誤判断したとして、ＡＫ
ＣＳ０の減算補正（ＡＫＣＳ０−（３×△ｔ＋α））が
行なわれるので、次回の点火時期はそれまでの点火時期
より進角側に補正される。この擬似ノッキングの判断
は、遅角補正後振動レベルａ２が遅角補正前振動レベル
ａ１以上であるか否かにより下す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関にノッキング
が発生すると点火時期を遅角側に補正してノッキングの
発生を抑制する内燃機関の点火時期制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関、例えば車両のエンジン等にお
けるノッキングの発生を抑制するには、エンジンの点火
時期を基本点火時期より遅角側に補正することが有効で
あることはよく知られている。このため、ノッキングの
発生を精度よく検出することが、ノッキングの抑制に不
可欠である。ところで、ノッキングの発生を抑制するた
めの点火時期制御装置では、エンジンのシリンダブロッ
ク等に設けたノッキングセンサ、通常は機関振動を電気
信号に変換する圧電体や磁歪体等で構成されたノッキン
グセンサが用いられている。そして、このノッキングセ
ンサの検出結果に基づきノッキングの発生を判断するに
当たり、その判断精度の向上を図るために種々の技術が
提案されている。例えば、特開昭６３−１１７１７０で
は、車両のワイパ作動時や照明点灯時等に発生する電気
ノイズがノッキングセンサの信号ラインに重畳してノッ
キングを誤判断することを回避し、ノッキングの発生の
判断精度の向上が図られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の点火時期制御装置であっても、ノッキングの発
生を誤判断し、ノッキングの発生を有効に抑制できない
場合が生じた。この原因としては、電気ノイズに起因し
ないノイズがエンジンに発生し、このノイズに基づきノ
ッキングの発生が誤判断されていることが考えられる。
この電気ノイズに起因しないノイズが発生する一因とし
ては、燃焼室内の燃焼圧波形の乱れが挙げられる。

【０００４】燃焼室内の燃焼圧波形は点火時期と密接な
関係にあり、図８に示すように、点火時期が適切であれ
ば（点火時期Ａ）、燃焼圧波形には上死点（ＴＤＣ）を
越えた位置に燃料の燃焼・爆発によるピークが表われ
る。しかし、点火時期が不適切であれば（点火時期
Ｂ）、燃焼圧波形には、ピストン上昇による圧縮のピー
クと燃料の燃焼・爆発によるピークとが、前者は上死点
（ＴＤＣ）に後者は上死点を越えた位置にそれぞれ表わ
れる。このように燃焼圧波形に二つのピークが表われる
と、燃焼室内の燃焼圧波形に乱れが生じる。そして、こ
のように燃焼室内の燃焼圧波形に乱れが生じると、ピス
トンの挙動が不安定となりピストンがシリンダボアに衝
突して打音が生じたり、シリンダブロックにこの衝突に
起因する振動が生じる。燃焼室内における燃焼圧波形の
乱れは点火時期の遅角に伴ってより顕著となるので、そ
の遅角の程度等によっては、ピストンの打音や衝突に起
因する振動がノッキング発生時における振動に近似した
周波数や発生タイミングで起きる。このため、ノッキン
グの発生が誤判断される。なお、ノッキング発生時にお
ける振動に近似した周波数や発生タイミングで起きる上
記振動（ピストンの打音や衝突に起因する振動）を、以
下の説明において適宜擬似ノッキングという。

【０００５】このようにノッキングの発生を誤判断する
と、当該判断に基づき点火時期が遅角制御されるので、
誤った点火時期の遅角が行なわれるという問題があっ
た。しかも、こうしてノッキングが発生していないにも
拘らず点火時期を遅角制御すると、ピストンの打音や衝
突に起因する振動といった電気ノイズに起因しないノイ
ズは、その振動レベルが更に増大することも判明した。
この結果、点火時期の遅角制御の都度のノイズが新たな
ノッキングと誤判断されることになって遅角制御が繰り
返され、点火時期が遅角側最下限値に近づいて当該下限
値近傍の点火時期で推移する。このような事態に至る
と、燃焼効率の低下やエンジンの性能低下を招く虞があ
る。

【０００６】なお、ピストンの衝突は、その発生頻度，
衝撃の程度等がエンジンの個体差や経年変化，使用環境
の相違等により異なり、一律ではない。例えば、完成直
後の同一型式のエンジンであっても、その部品精度や組
み付け精度は許容される範囲内で相違し、エンジン個々
に圧縮比等について個体差が生じる。このため、ピスト
ンの打音や衝突に起因する振動が擬似ノッキングとして
起きる頻度は、エンジンの使用当初からエンジンごとに
異なる。また、圧縮比や燃焼室壁面へのカーボン粒子の
堆積等は、使用期間や使用環境等により経年変化するた
め同一のエンジンであっても変化する。よって、擬似ノ
ッキングが発生する頻度は、同一のエンジンであって
も、経年変化や使用環境の相違等により異なるものとな
る。このため、上記したようにノッキングの発生の誤判
断の繰り返しによる上記不具合（燃焼効率やエンジン性
能の低下）は、より顕著となる虞がある。

【０００７】本発明の内燃機関の点火時期制御装置は、
こうした問題を解決し、ノッキングの誤判断に基づく点
火時期の誤った遅角側補正を回避することをその目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに請求項１記載の内燃機関の点火時期制御装置の採用
した手段は、内燃機関の振動状態を検出し、該検出した
振動状態に基づきノッキングの発生を判断するノッキン
グ判断手段と、ノッキングが発生すると点火時期を遅角
側に補正する点火時期制御手段とを有する内燃機関の点
火時期制御装置であって、前記点火時期制御手段による
点火時期の遅角側補正が行なわれた前後における振動状
態を比較する振動状態比較手段と、該比較結果が、前記
遅角側補正後の振動状態の振動レベルが該遅角側補正前
の振動状態の振動レベルより大きい場合に、前記ノッキ
ング判断手段の判断したノッキング発生を誤判断とする
誤判断判定手段と、前記ノッキング判断手段の判断が該
誤判断判定手段により誤判断とされたときには、前記点
火時期制御手段による点火時期の遅角側補正が行なわれ
た後の点火時期を、その時の点火時期より進角側に矯正
する点火時期矯正手段とを備えたことをその要旨とす
る。

【０００９】この場合、請求項２記載の内燃機関の点火
時期制御装置では、前記誤判断判定手段を、前記比較結
果が前記遅角側補正後の振動状態の振動レベルが該遅角
側補正前の振動状態の振動レベルより大きい遅角補正後
振動増大の比較結果として前記振動状態比較手段により
所定回継続して得られたときに、前記ノッキング判断手
段の判断したノッキング発生を誤判断とするものした。

【００１０】また、請求項３記載の内燃機関の点火時期
制御装置では、前記点火時期矯正手段を、前記振動状態
比較手段により前記遅角補正後振動増大の比較結果が所
定回継続して得られた間における総遅角補正量を算出す
る総遅角補正量算出部と、前記点火時期制御手段による
点火時期の遅角側補正が行なわれた後の点火時期を進角
側に矯正する際の矯正進角量を、前記算出した総遅角補
正量を該遅角側補正後の点火時期が前記基本点火時期か
ら遅角側にあるほど大きく、前記基本点火時期から進角
側にあるほど小さく補正して算出する矯正進角量算出部
とを有するものとした。

【００１１】

【作用】以上のように構成された請求項１記載の内燃機
関の点火時期制御装置では、内燃機関の振動状態に基づ
きノッキング判断手段によりノッキングが発生したと判
断すると、点火時期制御手段により点火時期を遅角側に
補正してその後のノッキングの発生の抑制を図る。この
際、請求項１記載の内燃機関の点火時期制御装置では、
点火時期制御手段による点火時期の遅角側補正が行なわ
れた前後における振動状態を振動状態比較手段により比
較し、以下のように作動する。

【００１２】この振動状態比較手段の比較結果が遅角側
補正後の振動状態の振動レベルが遅角側補正前の振動状
態の振動レベルより大きい場合には、ノッキング判断手
段によるノッキングの発生の判断に続いて点火時期の遅
角側補正を行なっても内燃機関の振動状態はその振動レ
ベルが遅角補正後に増大したことになる。この場合、ノ
ッキング判断手段の判断が正しければ、点火時期の遅角
側補正によりノッキングの発生が抑制されるので、遅角
側補正後の振動状態の振動レベルは遅角側補正前の振動
状態の振動レベルより低いはずである。従って、振動状
態比較手段の比較結果が遅角側補正後の振動状態の振動
レベルが遅角側補正前の振動状態の振動レベルより大き
い場合には、点火時期の遅角に伴うピストンの打音や衝
突に起因する振動がノッキング発生時における振動に近
似した擬似ノッキングとして起き、この擬似ノッキング
がノッキング判断手段によりノッキングと誤判断された
ことになる。よって、このノッキング判断手段の誤判断
を誤判断判定手段により判断し、ノッキング判断手段の
判断が誤判断であれば、点火時期制御手段による点火時
期の遅角側補正が行なわれた後の点火時期を進角側に点
火時期矯正手段により矯正する。この結果、ノッキング
の誤判断に基づく点火時期の誤った遅角側補正を速やか
に是正することができる。

【００１３】請求項２記載の内燃機関の点火時期制御装
置では、振動状態比較手段から得られた比較結果が遅角
側補正後の振動状態の振動レベルが遅角側補正前の振動
状態の振動レベルより大きい場合の遅角補正後振動増大
の比較結果として所定回継続して得られたときに、ノッ
キング判断手段の判断したノッキング発生を誤判断判定
手段により誤判断とする。この結果、点火時期の遅角側
補正後の振動状態の振動レベルの増大が継続している場
合にノッキング発生の誤判断とするので、誤判断したこ
とを確実に判断して、ノッキングの誤判断に基づく点火
時期の誤った遅角側補正をより確実に是正することがで
きる。

【００１４】請求項３記載の内燃機関の点火時期制御装
置では、ノッキング判断手段の継続した誤判断に基づき
点火時期制御手段により継続して点火時期の遅角側補正
が誤って繰り返された場合、以下のように作動する。

【００１５】まず、点火時期制御手段により継続した点
火時期の遅角側補正が誤って行なわれている場合には、
振動状態比較手段からは遅角補正後振動増大の比較結果
が所定回継続して得られるので、この間における総遅角
補正量を点火時期矯正手段の総遅角補正量算出部により
算出する。そして、総遅角補正量算出部の算出した総遅
角補正量を、上記継続した遅角側補正後の点火時期が基
本点火時期から遅角側にあるほど大きくなるよう、また
基本点火時期から進角側にあるほど小さくなるよう矯正
進角量算出部により補正する。次いで、この補正後の総
遅角補正量を、矯正進角量算出部により、上記継続した
遅角側補正後の点火時期を進角側に矯正する際の矯正進
角量とする。このため、ノッキング判断手段の継続した
誤判断に基づいて遅角側補正が誤って繰り返され点火時
期が基本点火時期より遅角側であれば、基本点火時期に
対する点火時期の遅角程度が大きいほど、大きな矯正進
角量で速やかに点火時期を進角側にして、点火時期を基
本点火時期に近づける。また、誤った遅角側補正が繰り
返しされ点火時期が基本点火時期より進角側であれば、
基本点火時期に対する点火時期の進角程度が大きいほ
ど、小さな矯正進角量で点火時期を進角側にして、点火
時期を基本点火時期から不用意に進角しすぎない。よっ
て、ノッキングの誤判断に基づく点火時期の誤った遅角
側補正後の点火時期の適正化を図ることができる。

【００１６】

【実施例】以上説明した本発明の構成・作用を一層明ら
かにするために、以下本発明の好適な実施例について説
明する。図１は、本発明の一実施例である内燃機関の点
火時期制御装置を搭載した自動車用エンジンおよびその
周辺装置を表す概略構成図である。

【００１７】この図１に示すように、エンジン１の吸気
通路２には、吸入空気の取り入れ口から、エアクリーナ
３、スロットルバルブ５、吸入空気の脈動を抑えるサー
ジタンク６およびエンジン１に燃料を供給する燃料噴射
弁７が設けられている。吸気通路２を介して吸入される
吸入空気は、燃料噴射弁７から噴射される燃料と混合さ
れて、エンジン１の燃焼室１１内に吸入される。この燃
料混合気は、燃焼室１１内で点火プラグ１２によって火
花点火され、エンジン１を駆動させる。燃焼室１１内で
燃焼したガス（排気）は、排気通路１５を介して触媒コ
ンバータ１６に導かれて浄化された後、大気側に排出さ
れる。

【００１８】点火プラグ１２には、ディストリビュータ
２１を介してイグナイタ２２からの高電圧が印加され、
この印加タイミングによって点火時期が決定される。な
お、ディストリビュータ２１は、イグナイタ２２で発生
した高電圧を各気筒の点火プラグ１２に分配するための
もので、このディストリビュータ２１には、１回転に２
４発のパルス信号を出力する回転速度センサ２３が設け
られている。

【００１９】更に、エンジン１には、その運転状態を検
出するためのセンサとして、回転速度センサ２３のほ
か、スロットルバルブ５の開度を検出すると共にスロッ
トルバルブ５の全閉状態を検出するアイドルスイッチ５
０（図２）を内蔵したスロットルポジションセンサ５
１、吸気通路２に配設されて吸入空気（吸気）の温度を
検出する吸気温センサ５２、吸気の量を検出するエアフ
ロメータ５３、サージタンク６にて吸気管圧力を検出す
る吸気管圧力センサ５６、シリンダブロックに配設され
て冷却水温を検出する水温センサ５４、同じくシリンダ
ブロックに配設されてノッキングの発生状況を検出する
ノッキングセンサ５８、排気通路１５における触媒コン
バータ１６の上流側に配設されて排気中の酸素濃度を検
出する酸素センサ５５および車両の速度Ｖを検出する車
速センサ５７等が備えられている。なお、このノッキン
グセンサ５８は、機関振動を電気信号に変換する圧電体
や磁歪体等で構成されており、このノッキングセンサ５
８からはシリンダブロックの振動状態（振動レベル）が
検出される。

【００２０】前述した各センサの検出信号は電子制御ユ
ニット（以下、ＥＣＵと呼ぶ）７０に入力される。図２
に示すように、ＥＣＵ７０は、マイクロコンピュータを
中心とする論理演算回路として構成され、詳しくは、予
め設定された制御プログラムに従ってエンジン１を制御
するための各種演算処理を実行するＣＰＵ７０ａ、ＣＰ
Ｕ７０ａで各種演算処理を実行するのに必要な制御プロ
グラムや制御データ等が予め格納されたＲＯＭ７０ｂ、
同じくＣＰＵ７０ａで各種演算処理を実行するのに必要
な各種データが一時的に読み書きされるＲＡＭ７０ｃ、
電源オフ時においてもデータを保持可能なバックアップ
ＲＡＭ７０ｄ，上記各センサからの検出信号を入力する
Ａ／Ｄコンバータ７０ｅおよび入力処理回路７０ｆ、Ｃ
ＰＵ７０ａでの演算結果に応じて燃料噴射弁７およびイ
グナイタ２２等に駆動信号を出力する出力処理回路７０
ｇ等を備えている。また、ＥＣＵ７０は、バッテリ７１
に接続された電源回路７０ｈを備え、出力処理回路７０
ｇからの高電圧の印加も可能となっている。

【００２１】こうして構成されたＥＣＵ７０によって、
エンジン１の運転状態に応じて燃料噴射弁７およびイグ
ナイタ２２が駆動制御され、燃料噴射制御や点火時期制
御、あるいは空燃比制御等が行なわれる。

【００２２】次に、ＥＣＵ７０のＣＰＵ７０ａにより実
行される種々の制御のうち、本発明の要旨と直接関係す
る点火時期制御処理ルーチンおよびノッキング誤判断防
止処理ルーチンについて、図面を用いて説明する。ま
ず、点火時期制御処理ルーチンについて、図３に基づい
て説明する。なお、この制御処理ルーチンは、所定クラ
ンク角、例えば、３０゜ＣＡ毎に実行される。

【００２３】ＣＰＵ７０ａは、処理が開始されると、点
火気筒の点火時期手前の所定クランク角度（点火演算基
準クランク角度）であるか否かを判断し（ステップＳ１
００）、点火演算基準クランク角度でないと否定判断す
れば何の処理を行なうことなく「リターン」に抜けて本
ルーチンを終了する。一方、現在のクランク角度が点火
演算基準クランク角度であると判断すれば、吸気管圧力
センサ５６で検出されＡ／Ｄコンバータ７０ｅでＡ／Ｄ
変換された吸気管圧力ＰＭを、ＲＡＭ７０ｃから読み込
む処理を実行する（ステップＳ１１０）。次いで、回転
速度センサ２３で検出され入力処理回路７０ｆを介して
入力された回転速度Ｎｅを、ＲＡＭ７０ｃから読み込む
処理を実行する（ステップＳ１２０）。

【００２４】次に、読み込んだ吸気管圧力ＰＭと回転速
度Ｎｅから、基本点火時期ＴＨＴBASEを算出する（ステ
ップＳ１３０）。この基本点火時期ＴＨＴBASEは、吸気
管圧力ＰＭと回転速度Ｎｅとを対応付けて予めＲＯＭ７
０ｂに記憶されている周知のマップを用いた補間演算に
て求められる。基本点火時期ＴＨＴBASEの算出に続いて
は、エンジン１の運転状態が点火時期制御をノッキング
に応じて行なうべき領域にあるか否かを判断する（ステ
ップＳ１３５）。通常、高回転数域或いは軽負荷域では
ノッキングは発生しにくく、ノッキングに応じた点火時
期の遅角制御を行なう必要はないことから、ステップＳ
１３５の判断を実行する。なお、この判断は読み込んだ
回転速度Ｎｅやエンジン負荷Ｑ／Ｎｅ（Ｑは吸入空気
量）等により下される。例えば、エンジン負荷Ｑ／Ｎが
所定値（０．６ｌ／ｒｅｖ）以上である否かにより、ノ
ッキング制御領域であるか否かを判断する。

【００２５】このステップＳ１３５でノッキング制御領
域にないと判断した場合は、ステップＳ１３０で算出済
みの基本点火時期ＴＨＴBASEを点火進角θにセットし
（ステップＳ１４０）、後述のステップＳ１７０に移行
する。

【００２６】ステップＳ１３５でノッキング制御領域に
あると判断すると、エンジン１の運転状態が、ピストン
の打音や衝突に起因する振動がノッキング発生時におけ
る振動に近似した擬似ノッキングとして起きる領域にあ
るか否かを判断する（ステップＳ１４５）。通常、ピス
トンの打音や衝突に起因する振動が擬似ノッキングとし
て起きる領域（擬似ノッキング発生領域）は、以下に記
す理由から、所定範囲の回転数域或いは負荷域（例えば
回転数が３０００±５００ｒｐｍの領域）に限られるこ
とが多い。例えば、ピストンの打音に起因する振動は、
シリンダ内においてピストンが各部品の寸法公差の相互
誤差で許容される範囲で傾斜したりすると、ピストン姿
勢に異常が起きて発生する。その一方、ピストンの姿勢
異常の発現頻度（周期）や姿勢異常の程度はエンジン回
転数や負荷等により左右される。このため、ピストンの
打音や衝突に起因する振動が擬似ノッキングとして起き
る現象は、エンジン回転数や負荷等の影響を受ける一種
の共振現象といえ、上記したように所定の領域で擬似ノ
ッキングが起き易いといえる。

【００２７】よって、この擬似ノッキング発生領域以外
ではノッキングの発生に応じて点火時期を遅角する通常
のノッキング制御を行なえばよく、当該領域内では通常
のノッキング制御と異なる後述のノッキング誤判断防止
処理ルーチンにかかるノッキング制御を行なうべく、ス
テップＳ１４５の判断を実行する。なお、このステップ
Ｓ１４５における判断は、ステップＳ１３５と同様、読
み込んだ回転速度Ｎｅやエンジン負荷Ｑ／Ｎｅ（Ｑは吸
入空気量）等により下され、例えば図４に示すような回
転速度Ｎｅとエンジン負荷Ｑ／Ｎｅとの２次元マップに
基づいて行なわれる。

【００２８】ステップＳ１４５でエンジン１の運転状態
が擬似ノッキング発生領域にないと判断した場合には、
以下に説明するように、通常のノッキング制御を行な
う。まず、ノッキングセンサ５８で検出され入力処理回
路７０ｆにて処理された信号に基づきノッキングの発生
の有無を判断する（ステップＳ１５５）。具体的には、
ノッキング固有の周波数帯域のピーク値と判断レベルと
を比較し、このピーク値が判断レベルより大きいときに
はノッキングが発生したと判断する。一方、ピーク値が
判断レベルに達しない場合には、ノッキングが発生して
いないと判断する。

【００２９】このステップＳ１５５でノッキングが発生
したと判断すると、補正遅角量ＡＫＣＳを所定値△Ｔ
（例えば、１゜ＣＡ）大きくして（ステップＳ１６
０）、後述のステップＳ２００に移行する。一方、ノッ
キングが発生していないと判断した場合は、補正遅角量
ＡＫＣＳを所定値△Ｔ小さくし（ステップＳ１７０）、
後述のステップＳ２００に移行する。これにより、エン
ジン１の運転状態が擬似ノッキング発生領域にない場合
には、ノッキングの発生の都度△Ｔずつ補正遅角量ＡＫ
ＣＳが大きくなって点火時期の遅角が進み、ノッキング
が収まれば△Ｔずつ補正遅角量ＡＫＣＳが小さくなって
点火時期の遅角が控えられていく。なお、補正遅角量Ａ
ＫＣＳを所定値△Ｔ小さくするに当たっては、ノッキン
グの発生していない状態が継続しているノッキング非発
生期間を点火回数を介して計時し、点火回数が所定の点
火回数（例えば、１０点火）に達する間に亘りこのノッ
キング非発生期間が経過した場合に、補正遅角量ＡＫＣ
Ｓを△Ｔ小さくするよう構成されている。

【００３０】一方、ステップＳ１４５でエンジン１の運
転状態が擬似ノッキング発生領域にあると判断した場合
には、後述するノッキング誤判断防止処理ルーチンにて
設定される擬似ノッキング発生時補正遅角量ＡＫＣＳ０
をＲＡＭ７０ｃから読み込む処理を実行する（ステップ
Ｓ１８０）。その後、読み込んだ擬似ノッキング発生時
補正遅角量ＡＫＣＳ０を補正遅角量ＡＫＣＳにセットし
（ステップＳ１９０）、ステップＳ２００に移行する。

【００３１】つまり、補正遅角量ＡＫＣＳは、擬似ノッ
キング発生領域以外では通常のノッキング制御（ステッ
プＳ１６０，１７０）で設定され、擬似ノッキング発生
領域内では擬似ノッキング発生時補正遅角量ＡＫＣＳ０
とされる。

【００３２】こうして補正遅角量ＡＫＣＳが設定される
と、ステップＳ１３０で算出済みの基本点火時期ＴＨＴ
BASEから補正遅角量ＡＫＣＳを減算し、その値を点火進
角θにセットする（ステップＳ２００）。その後は、ス
テップＳ１４０或いはステップＳ２００でセット済みの
点火進角θをエンジン冷却水温ＴW や吸気温ＴA により
補正して、点火時期ＴＨＴを求める（ステップＳ２１
０）。この点火進角θは、既述したように、ノッキング
制御領域以外にあっては基本点火時期ＴＨＴBASEとさ
れ、ノッキング制御領域であり且つ擬似ノッキング発生
領域以外にあってはノッキングの発生状況に応じた補正
遅角量ＡＫＣＳによる基本点火時期ＴＨＴBASEの補正
（減算補正）を経て求められている。よって、ノッキン
グ制御領域であり且つ擬似ノッキング発生領域以外にあ
る時は、ノッキングの発生状況に応じて点火時期ＴＨＴ
は遅角制御されることになる。なお、ノッキング制御領
域であり且つ擬似ノッキング発生領域であるときについ
ての点火時期ＴＨＴの制御の様子については、後述す
る。

【００３３】こうして点火時期ＴＨＴを算出した後に
は、この点火時期で点火すべく周知の点火信号形成処理
が行なわれ（ステップＳ２２０）、「リターン」に抜け
て本ルーチンを終了する。

【００３４】次に、擬似ノッキング発生時補正遅角量Ａ
ＫＣＳ０を設定するノッキング誤判断防止処理ルーチン
について、図面を用いて説明する。なお、このノッキン
グ誤判断防止処理ルーチンは、所定の時間後に割り込み
実行される。

【００３５】図５に示すように、ノッキング誤判断防止
処理ルーチンが開始されると、上記した点火時期制御処
理ルーチンにおけるステップＳ１４５，１５５と同様
に、エンジン１の運転状態が擬似ノッキング発生領域に
あるか否かの判断（ステップＳ３００）と、ノッキング
センサ５８の検出信号に基づくノッキングの発生の有無
の判断（ステップＳ３０５）とを順次実行する。このス
テップＳ３００，３０５のいずれかで否定判断すれば、
エンジン１の運転状態は擬似ノッキング発生領域になく
このノッキング誤判断防止処理ルーチンにて擬似ノッキ
ング発生時補正遅角量ＡＫＣＳ０を設定する必要がな
い、或いは擬似ノッキング発生領域にあってもノッキン
グが発生していないので、正確には本来のノッキングは
もとより擬似ノッキングも発生していないので擬似ノッ
キング発生時補正遅角量ＡＫＣＳ０を設定する必要がな
い。よって、これらの場合には、擬似ノッキング発生時
補正遅角量ＡＫＣＳ０に値０をセットし（ステップＳ３
１０）、後述のステップＳ３７０に移行する。このステ
ップＳ３１０でＡＫＣＳ０＝０とすることで、補正遅角
量が０となるので結果的には点火時期は基本点火時期に
復帰することになる。

【００３６】なお、後述するようにステップＳ３７０で
は、本ルーチンにおけるノッキングの発生の誤判断を下
す際の処理の繰り返し継続回数ｎに値０をセットする。
よって、ステップＳ３１０の後のステップＳ３７０でｎ
＝０とすることで、ノッキングの発生の誤判断を下す際
の初期の状態に復帰することになる。

【００３７】一方、ステップＳ３００，ステップＳ３０
５で共に肯定判断すれば、エンジン１の運転状態は擬似
ノッキング発生領域にあり且つ擬似ノッキングが発生す
る虞がある状態なので、擬似ノッキングを誤ってノッキ
ングと判断することを回避するために、以下の処理を行
なう。まず、ステップＳ３０５の肯定判断に続いては、
この時のシリンダブロックの振動レベルをノッキングセ
ンサ５８の検出信号に基づき遅角補正前振動レベルａ１
としてＲＡＭ７０ｃの所定アドレスに記憶する（ステッ
プＳ３２０）。

【００３８】次に、ステップＳ３０５でノッキングが発
生したと判断しているので、前回の本ルーチンによりＲ
ＡＭ７０ｃの所定アドレスに記憶済みの擬似ノッキング
発生時補正遅角量ＡＫＣＳ０を所定値△ｔ（例えば、１
゜ＣＡ）大きくして更新記憶する（ステップＳ３３
０）。この擬似ノッキング発生時補正遅角量ＡＫＣＳ０
の増大を受けて、上記の点火時期制御処理ルーチンによ
って、点火時期ＴＨＴは、ノッキングの発生を抑制すべ
く一旦遅角側に補正される。

【００３９】ステップＳ３３０に続いては、点火時期Ｔ
ＨＴの遅角側補正後におけるシリンダブロックの振動レ
ベルをノッキングセンサ５８の検出信号に基づき遅角補
正後振動レベルａ２としてＲＡＭ７０ｃの所定アドレス
に記憶する（ステップＳ３４０）。なお、遅角補正前振
動レベルａ１と遅角補正後振動レベルａ２は、異なるア
ドレスに記憶されることは勿論である。

【００４０】次いで、記憶済みの遅角補正前振動レベル
ａ１と遅角補正後振動レベルａ２を比較し、ａ１＜ａ２
であるか、即ち遅角補正後振動レベルａ２が遅角補正前
振動レベルａ１以上であるか否かを判断する（ステップ
Ｓ３４５）。ここで否定判断すれば、遅角補正後振動レ
ベルａ２は遅角補正前振動レベルａ１以下であるので、
ステップＳ３３０での擬似ノッキング発生時補正遅角量
ＡＫＣＳ０の増大を受けて点火時期ＴＨＴを遅角側に補
正したことにより振動が納まり、ノッキングが抑制され
たといえる。つまり、遅角補正後にノッキングの抑制が
できたことになるので、ステップＳ３０５におけるノッ
キング発生の判断は正しかったことになる。そして、こ
のステップＳ３４５における否定判断の後は、ステップ
Ｓ３０５に移行して、以後のノッキングの発生に備え
る。

【００４１】一方、ステップＳ３４５で肯定判断した場
合は、ステップＳ３０５でのノッキング発生の判断によ
り点火時期ＴＨＴを遅角側に補正したにも拘らず遅角補
正後振動レベルａ２は遅角補正前振動レベルａ１より大
きいので、遅角補正によりノッキングを有効に抑制でき
たなかったことになる。よって、ステップＳ３４５で肯
定判断した場合は、エンジン１に擬似ノッキングが起き
これをステップＳ３０５でノッキングと誤って判断した
虞がある。

【００４２】上記したステップＳ３４５の肯定判断に続
いては、点火時期ＴＨＴを遅角側に補正したにも拘らず
遅角補正後振動レベルａ２が遅角補正前振動レベルａ１
より大きいままであった状態の継続回数を調べるべく、
カウンタｎの値を値１だけインクリメントする（ステッ
プＳ３５０）。その後、このカウンタｎの値が予め定め
られた規定値Ｎ（例えば、Ｎは２〜９までの整数）以上
となったか否かを判断する（ステップＳ３５５）。

【００４３】このステップＳ３５５で否定判断（ｎ＜
Ｎ）すれば、ステップＳ３２０に移行して、遅角補正前
振動レベルａ１の記憶，擬似ノッキング発生時補正遅角
量ＡＫＣＳ０の増大，遅角補正後振動レベルａ２の記憶
および両振動レベルの比較判断からなる一連の処理を繰
り返す。そして、それぞれの繰り返しにおけるステップ
Ｓ３４５にて肯定判断されカウンタｎの値が規定値Ｎに
一致すると、ステップＳ３５５で肯定判断され、次の処
理に移行する。つまり、上記の一連の処理はＮ回繰り返
すことになるので、その間に擬似ノッキング発生時補正
遅角量ＡＫＣＳ０はＮ×△ｔだけ増大し、それに応じて
点火時期の遅角が進む。

【００４４】ステップＳ３５５で肯定判断されると、即
ち点火時期ＴＨＴを遅角側に補正したにも拘らず遅角補
正後振動レベルａ２が遅角補正前振動レベルａ１より大
きいままであった状態がＮ回継続すると、エンジン１に
起きた擬似ノッキングを通常のノッキングと誤判断した
として、次回の点火時期をその時の点火時期から次のよ
うにして進角する（ステップＳ３６０）。つまり、この
ステップＳ３６０では、記憶済みの擬似ノッキング発生
時補正遅角量ＡＫＣＳ０からノッキングの判断が誤判断
とするまでに遅角した回数Ｎに一回毎の遅角量△ｔを乗
じた総補正遅角量と補正値αとを加算した遅角量だけ減
算し、減算して求めた擬似ノッキング発生時補正遅角量
ＡＫＣＳ０を新たに更新記憶する。これにより、擬似ノ
ッキング発生時補正遅角量ＡＫＣＳ０は減少するので、
この補正遅角量の減少を受けて、上記の点火時期制御処
理ルーチンによって、点火時期ＴＨＴは進角される。

【００４５】点火時期を進角する際のステップＳ３６０
の演算に用いた補正値αは、それまでの点火時期ＴＨＴ
の基本点火時期ＴＨＴBASEに対する遅角或いは進角の程
度によって、図６に示すように定められている。図示す
るように、この補正値αは、点火時期ＴＨＴが遅角側に
遅角するほど＋の値として大きくなり、点火時期ＴＨＴ
が進角側に進角するほど−の値として大きくなる。な
お、補正値αは、点火時期ＴＨＴに対応つけてＲＯＭ７
０ｂに記憶されている。

【００４６】こうしてステップＳ３６０での擬似ノッキ
ング発生時補正遅角量ＡＫＣＳ０の減少を通した点火時
期ＴＨＴの進角の後には、カウンタｎに値０をセットし
（ステップＳ３７０）、本ルーチンを一旦終了する。な
お、このステップＳ３７０でのｎ＝０により、次回から
の本ルーチンでは、上記したノッキングの誤判断の処理
が最初から行なわれることになる。

【００４７】次に、上記したノッキング誤判断防止処理
ルーチンによりノッキングの誤判断が起きた場合の点火
時期ＴＨＴの推移の様子について、図７を用いて説明す
る。なお、説明の簡略化を図るために、ノッキング誤判
断防止処理ルーチンのステップＳ３５５における規定値
Ｎを３とし、ステップＳ３０５にてノッキングが発生し
たと判断した場合に擬似ノッキングは継続して３回起き
たこと想定して説明する。

【００４８】図７に示すように、擬似ノッキングが継続
して３回起きると、その３回に亘り各回においてＡＫＣ
Ｓ０の増大（ＡＫＣＳ０＋△ｔ）を通した点火時期ＴＨ
Ｔの遅角が繰り返される。しかし、３回目の遅角が終了
すると、ｎ＝３を受けてＡＫＣＳ０の減算補正（ステッ
プＳ３６０）が行なわれるので、次回の点火時期はそれ
までの点火時期より進角側に補正される。そして、その
後に本来のノッキングが発生すると（図では２回の本来
のノッキング発生）、一旦進角された点火時期から、そ
の都度、ＡＫＣＳ０の増大（ＡＫＣＳ０＋△ｔ）を通し
た点火時期ＴＨＴの遅角が行なわれる。

【００４９】しかしながら、ノッキングの正誤判断を行
なわない従来の点火時期制御装置では、図中点線で示す
ように、都合５回のＡＫＣＳ０の増大（ＡＫＣＳ０＋△
ｔ）を通した点火時期ＴＨＴの遅角が行なわれるので、
点火時期は遅角側最下限値に近づいた点火時期とされ
る。この場合には、燃焼効率の低下やエンジンの性能低
下を招いてしまう。

【００５０】また、図７に示すように、２回の本来のノ
ッキング発生の後にノッキングの発生がない場合には、
ＡＫＣＳ０＝０とされ（ステップＳ３１０）点火時期は
基本点火時期ＴＨＴBASEに復帰する。

【００５１】以上説明したように、本実施例の点火時期
制御装置では、ピストンの打音や衝突に起因する振動が
ノッキング発生時における振動に近似した擬似ノッキン
グとして起きると、一旦は点火時期を遅角しその前後の
振動レベルの推移（ａ１，ａ２）を調べる。そして、遅
角補正後振動レベルａ２が遅角補正前振動レベルａ１よ
り大きいままの状態が継続すると、擬似ノッキングをノ
ッキングと誤判断したとして、点火時期を進角する。こ
のため、本実施例の点火時期制御装置によれば、ノッキ
ングの誤判断に基づく点火時期の誤った遅角側補正を確
実に是正して、当該誤った遅角側補正の継続を未然に回
避することができる。

【００５２】また、本来のノッキングが起きて点火時期
の遅角側補正を行なった場合、何らかの原因で遅角補正
後振動レベルａ２が遅角補正前振動レベルａ１より大き
いことがあっても、本実施例の点火時期制御装置では、
即座に点火時期を進角させることはない。この結果、本
実施例の点火時期制御装置によれば、このような場合で
あっても一旦は点火時期を遅角させるので、点火時期異
常となることがなくエンジン１に損傷を与えない。

【００５３】更には、図７に示すように、点火時期を遅
角側最下限値近傍の点火時期とすることがないので、排
ガスの温度の不用意な上昇を回避することができ、これ
を通して排気系の構成部材、例えば排気バルブやマニホ
ールド，触媒等の熱劣化を抑制することができる。ま
た、排ガス温度の上昇を防止するために従来から行なわ
れている燃料増量噴射の実行頻度を下げることができ、
燃料の節約、延いては燃費の向上を図ることができる。

【００５４】また、本実施例の点火時期制御装置では、
擬似ノッキングをノッキングと誤判断して誤って点火時
期を遅角させた場合に、点火時期の基本点火時期ＴＨＴ
BASEに対する遅角或いは進角の程度に応じて変化する補
正値α（図６参照）を用いて、誤った遅角後の点火時期
を進角させる。この結果、本実施例の点火時期制御装置
によれば、ノッキングの誤判断に基づく点火時期の誤っ
た遅角側補正後の点火時期を、基本点火時期に近づける
ことができるとともに、基本点火時期から不用意に進角
させ過ぎることはないので、点火時期の適正化を図るこ
とができる。

【００５５】しかも、本実施例の点火時期制御装置で
は、エンジン１の運転状態が擬似ノッキング発生領域に
ある時に、擬似ノッキングと本来のノッキングとに拘ら
ずノッキングの発生がなければ、擬似ノッキング発生時
補正遅角量ＡＫＣＳ０を０とする。よって、本実施例の
点火時期制御装置によれば、点火時期を基本点火時期Ｔ
ＨＴBASEに復帰させることができ、エンジン１の運転状
態を正常に維持することができる。

【００５６】以上本発明の一実施例について説明した
が、本発明はこの様な実施例になんら限定されるもので
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。

【００５７】例えば、上記の実施例では、遅角補正後振
動レベルａ２が遅角補正前振動レベルａ１より大きいま
まの状態が継続した場合に誤った遅角側補正を是正する
よう構成したが、遅角補正後振動レベルａ２が遅角補正
前振動レベルａ１より大きい場合の都度に点火時期を進
角側に是正するよう構成することもできる。また、この
場合に、点火時期の進角側への是正進角量を遅角補正量
より控えるようにすれば、進角のさせすぎがないので点
火時期異常によるエンジン１の損傷を抑制することがで
きる。

【００５８】また、本実施例では、上記した擬似ノッキ
ング発生時における処理（ステップＳ３０５〜３６０）
をエンジン１の運転状態が擬似ノッキング発生領域にあ
る場合にのみ行なうよう構成したが、当該処理をエンジ
ン１の全運転状態に亘って行なうようにすることもでき
る。このように構成すれば、演算負荷の低減を図ること
ができる。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の内燃
機関の点火時期制御装置では、ノッキングが発生したと
判断して点火時期を遅角側補正した後の振動レベルが遅
角側補正前の振動レベルより大きい場合には、本来遅角
により抑制されるはずのノッキングに基づく振動が抑制
されていないことになるので、このノッキングの判断を
誤判断として処理し、遅角側補正済みの点火時期を進角
側に矯正する。この結果、請求項１記載の内燃機関の点
火時期制御装置によれば、ノッキングの誤判断に基づく
点火時期の誤った遅角側補正を速やかに是正して、当該
誤った遅角側補正の継続を未然に回避することができ
る。このため、点火時期を不用意に遅角側最下限値近傍
の点火時期とすることがなく、内燃機関の運転状態を好
適に維持することができる。

【００６０】更には、ノッキングの誤判断に基づく誤っ
た点火時期の遅角側補正により点火時期を不用意に遅角
側最下限値近傍の点火時期とすることがないので、排ガ
スの温度の不用意な上昇を回避することができ、これを
通して排気系の構成部材、例えば排気バルブやマニホー
ルド，触媒等の熱劣化を抑制することができる。また、
排ガス温度の上昇を防止するために従来から行なわれて
いる燃料増量噴射の実行頻度を下げることができ、燃料
の節約、延いては燃費の向上を図ることができる。

【００６１】請求項２記載の内燃機関の点火時期制御装
置では、ノッキングの判断を誤判断として処理するに当
たり、点火時期を遅角側補正した後の振動レベルが遅角
側補正前の振動レベルより大きい状態が所定回継続する
と、ノッキングの判断を誤判断とする。この結果、請求
項２記載の内燃機関の点火時期制御装置によれば、誤判
断したことを確実に判断して、ノッキングの誤判断に基
づく点火時期の誤った遅角側補正をより確実に是正する
ことができる。

【００６２】請求項３記載の内燃機関の点火時期制御装
置では、ノッキングの誤判断に基づく点火時期の誤った
遅角側補正の是正を図るに当たり、ノッキングの誤判断
に基づいた誤った遅角側補正により点火時期が基本点火
時期より遅角とされればその遅角程度が大きいほど、大
きな矯正進角量で速やかに点火時期を進角側にし、一
方、誤った遅角側補正により点火時期が基本点火時期よ
り進角とされればその程度が大きいほど、小さな矯正進
角量で点火時期を進角側にする。この結果、請求項３記
載の内燃機関の点火時期制御装置によれば、ノッキング
の誤判断に基づく点火時期の誤った遅角側補正後の点火
時期を、基本点火時期に近づけることができるととも
に、基本点火時期から不用意に進角させ過ぎることはな
いので、点火時期の適正化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の制御装置を搭載した自動車用エンジン
およびその周辺装置を表す概略構成図である。

【図２】ＥＣＵ７０を中心とした制御系の電気的な構成
を示すブロック図である。

【図３】ＥＣＵ７０のＣＰＵ７０ａにより実行される点
火時期制御処理ルーチンを示すフローチャートである。

【図４】点火時期制御処理ルーチンにおける処理内容を
説明するために用いたグラフである。

【図５】ＥＣＵ７０のＣＰＵ７０ａにより実行されるノ
ッキング誤判断防止処理ルーチンを示すフローチャート
である。

【図６】ノッキング誤判断防止処理ルーチンにおける処
理の内容を説明するための説明図である。

【図７】ノッキング誤判断防止処理ルーチンによる点火
時期の推移の様子を説明するための説明図である。

【図８】従来の点火時期制御装置における問題点を説明
するための説明図である。

【符号の説明】

１…エンジン ２…吸気通路 ５…スロットルバルブ ７…燃料噴射弁 １１…燃焼室 １２…点火プラグ ２１…ディストリビュータ ２２…イグナイタ ２３…回転速度センサ ５０…アイドルスイッチ ５１…スロットルポジションセンサ ５２…吸気温センサ ５３…エアフロメータ ５４…水温センサ ５５…酸素センサ ５６…吸気管圧力センサ ５７…車速センサ ５８…ノッキングセンサ ７０…ＥＣＵ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の振動状態を検出し、該検出し
   た振動状態に基づきノッキングの発生を判断するノッキ
   ング判断手段と、ノッキングが発生すると点火時期を遅
   角側に補正する点火時期制御手段とを有する内燃機関の
   点火時期制御装置であって、 前記点火時期制御手段による点火時期の遅角側補正が行
   なわれた前後における振動状態を比較する振動状態比較
   手段と、 該比較結果が、前記遅角側補正後の振動状態の振動レベ
   ルが該遅角側補正前の振動状態の振動レベルより大きい
   場合に、前記ノッキング判断手段の判断したノッキング
   発生を誤判断とする誤判断判定手段と、 前記ノッキング判断手段の判断が該誤判断判定手段によ
   り誤判断とされたときには、前記点火時期制御手段によ
   る点火時期の遅角側補正が行なわれた後の点火時期を、
   その時の点火時期より進角側に矯正する点火時期矯正手
   段とを備えた内燃機関の点火時期制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の内燃機関の点火時期制御
   装置であって、 前記誤判断判定手段は、前記比較結果が前記遅角側補正
   後の振動状態の振動レベルが該遅角側補正前の振動状態
   の振動レベルより大きい遅角補正後振動増大の比較結果
   として前記振動状態比較手段により所定回継続して得ら
   れたときに、前記ノッキング判断手段の判断したノッキ
   ング発生を誤判断とするものである内燃機関の点火時期
   制御装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載の内燃機関の
   点火時期制御装置であって、 前記点火時期矯正手段は、 前記振動状態比較手段により前記遅角補正後振動増大の
   比較結果が所定回継続して得られた間における総遅角補
   正量を算出する総遅角補正量算出部と、 前記点火時期制御手段による点火時期の遅角側補正が行
   なわれた後の点火時期を進角側に矯正する際の矯正進角
   量を、前記算出した総遅角補正量を該遅角側補正後の点
   火時期が前記基本点火時期から遅角側にあるほど大き
   く、前記基本点火時期から進角側にあるほど小さく補正
   して算出する矯正進角量算出部とを有する内燃機関の点
   火時期制御装置。