JPH089429Y2 - 内燃機関の点火時期制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は内燃機関の点火時期制御装置に関し、より詳
しくはノック制御とトラクション制御とを共に点火時期
制御を通じて行うものにおいて、両者の均衡を図りつ
つ、点火時期を最適に決定する様にした内燃機関の点火
時期制御装置に関する。

（従来の技術） 近時、両者運転の快適性と安全走行性との向上を図っ
て、滑り易い路面での発進や加速時に駆動輪が空転（ス
リップ）しない様に適切な駆動力を路面に伝え、スムー
ズに発進、加速させるトラクション制御技術が提案され
ており、その一例としては特開昭62−67257号公報記載
の技術を挙げることができる。上記従来技術においては
スロットル開度と点火時期とから駆動力を制御してい
る。

（考案が解決しようとする課題） ところで内燃機関の点火時期制御において、使用され
る燃料のオンタン価に応じて予め複数種の点火時期制御
範囲特性を設定しておき、ノックの発生状態から適宜に
特性を選択して点火時期を決定するものが提案されてお
り、本出願人も先に特願平２−213188号において同種技
術を提案している。この技術においては第４図に示す様
に、オンタン価に応じてZONE0-2の３種の点火時期制御
範囲特性を予め設定しておき、ノック補正量を遅角下限
値RDRK0-2と比較してZONEを決定すると共に、ノックが
終息した後の進角方向の修正も進角上限値AVLMT0-2から
決定している。即ち、ノック補正量が例えばRDLMT0を超
えたとするとZONE1と判定してその範囲内で点火時期を
決定し、ノックが終息した後もAVLMT1を超えて進角させ
ない様に構成している。

従って、前記したトラクション制御とこの種の制御と
を併用させるとき、ノック補正量とトラクション補正量
とが併存することとなってZONEの選択を誤り、よって点
火時期を正確に決定することができない恐れがある。

従って、本考案の目的はトラクション制御と複数種の
特性を用いたノック制御とが併存する場合において、該
特性の選択を誤ることがない様にし、よって点火時期を
適正に制御できる様に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。

更に、複数種の特性を使用すると否とを問わず、ノッ
ク制御とトラクション制御とが併用されるとき、共に点
火時期を遅角補正することから、遅角量が重複してトラ
クション制御で必要とされる量以上に機関出力を低下さ
せることがあり、また遅角量が大きくなって排気温度を
過度に上昇させる恐れがある。

従って、本考案の第２の目的はノック制御とトラクシ
ョン制御とが重複する運転状態において遅角量を最適に
決定する様に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。

（課題を解決するための手段及び作用） 上記した目的を達成するために本考案は例えば請求項
１項において、機関の運転状態を検出する機関運転状態
検出手段、使用燃料のオクタン価に応じて複数種の点火
時期制御範囲を設定する点火時期制御範囲設定手段、機
関に発生するノックを検出するノック検出手段、前記ノ
ック検出手段の出力に基づき使用燃料のオクタン価に対
応した前記複数種の点火時期制御範囲のいずれかを選択
し、それに基づいて検出された機関運転状態とノックの
発生状態とから点火時間を決定する点火時期決定手段、
及び該点火時期決定手段が決定する点火時期に基づいて
機関燃焼室の混合気を点火する点火手段からなる内燃機
関の点火時期制御装置において、該機関が搭載される車
両の駆動輪のスリップを抑制するトラクション制御装
置、及び該トラクション制御装置の動作状態を検出する
検出手段を備え、前記点火時期決定手段は、トラクショ
ン制御状態が検出されたとき、前記点火時期制御範囲の
選択を停止する様に構成した。

（実施例） 以下、本考案の実施例を説明する。第１図は本考案に
係る内燃機関の点火時期制御装置を示す全体図である。
同図に従って説明すると、符号10は６気筒等からなる車
両用の多気筒の内燃機関を示す。内燃機関10は吸入空気
路12を備えており、エアクリーナ14から流入した空気は
スロットル弁16でその流量を調節されつつインテークマ
ニホルド18を経て一の気筒の燃焼室20内に導入される。
吸入空気路12にはスロットル弁16下流の適宜位置におい
てパイプ24が接続されて分岐されており、その分岐路の
終端部付近に吸入空気の圧力を絶対値で測定して機関負
荷を検出する吸気圧力センサ26が設けられる。また、内
燃機関10の冷却水通路28の付近には水温センサ30が設け
られて機関冷却水の温度を検出すると共に、吸入空気路
12のスロットル弁16付近の適宜位置にはその開度を検出
するスロットル位置センサ32が設けられる。更に、機関
の適宜位置には大気圧センサが設けられ、大気圧を検出
する。

また内燃機関10の近傍にはディストリビュータ36が設
けられると共に、その内部にはピストン38の上下動に伴
って回転するクランク軸（図示せず）の回転に同期して
回転する磁石及びそれに対峙して配置された部材からな
る角度検出用のクランク角センサ40が収納され、所定ク
ランク角度毎にパルス信号を出力する。また機関10が搭
載される車両の駆動輪と遊動輪（共に図示せず）の付近
には、その回転速度を検出する駆動輪速度センサ41と遊
動輪速度センサ43とが設けられる（図示の簡略化のた
め、左右の中の一方のみ示す）。更に、内燃機関10のシ
リンダブロック42の適宜位置には燃焼室20から発生する
ノックに基づく振動を検出する圧電型のノックセンサ44
が設けられる。上記した吸気圧センサ等センサ26,30,3
2,34,40,41,43,44の出力は、制御ユニット50に送られ
る。

第２図は制御ユニット50の詳細を示しており、同図に
従って説明すると、吸気圧力センサ26等のアナログ出力
は制御ユニット内においてレベル変換回路52に入力され
て所定レベルに変換された後、マイクロ・コンピュータ
54に入力される。該マイクロ・コンピュータは、A/D変
換回路54a、I/O54b、CPU54c、ROM54d、RAM54e及び演算
用のカウンタ並びにタイマ（カウンタ及びタイマの図示
は省略した）を備えており、レベル変換回路出力はCPU5
4cの指令に応じてA/D変換回路54aにおいてデジタル値に
変換された後、RAM54eに一時格納される。又、クランク
角センサ40等の出力は、波形整形回路56において波形成
形された後、I/O54bを介してマイクロ・コンピュータ内
に入力される。

尚、前記したノックセンサ44の出力は制御ユニット50
に送出された後、ノック検出回路60に入力される。ノッ
ク検出回路60はフィルタ手段60a及びコンパレータ手段6
0b並びにD/A変換手段60cを備え、コンパレータ手段60b
においてマイクロ・コンピュータよりD/A変換手段60cを
通じて送出される基準値とフィルタ手段60aを通じて送
出されるセンサ出力値とを比較してノックの発生状態を
検出する。

またマイクロ・コンピュータ54においてCPU54cは周知
の如く、クランク角センサ40の出力から機関回転数を算
出すると共に吸気圧力センサ26の出力から機関負荷状態
を判断して基本点火時期を算出し、ノックの発生状態か
らそれを適宜補正して最終点火時期を決定し、出力回路
68を経てイグナイタ等からなる点火装置70に点火を指令
し、ディストリビュータ36を介して所定気筒の点火プラ
グ72を点火して燃焼室20内の混合気を着火する。

更に、マイクロ・コンピュータ54においてCPU54cは、
駆動輪速度センサ41と遊動輪速度センサ43の出力比（例
えば（駆動輪速度−遊動輪速度）／遊動輪速度））から
駆動輪が所定以上のスリップ（空転）状態にあると判断
されるとき、スリップ量に応じて機関出力を低減すべく
トラクション制御値を算出する。その制御値としてはス
ロットル開度、点火時期及び燃料噴射量があり、スリッ
プ量に応じてスロットル開度を減少、点火時期を遅角乃
至は燃料噴射量をカット乃至は減少する。CPU54cは運転
状態に基づいてこれらの一つ又は組み合わせについて制
御値を決定し、点火時期については前記した如く出力回
路68から点火装置70に送出すると共に、スロットル開度
制御値は第２の出力回路74を経てスロットル弁アクチュ
エータ76に送出してスロットル弁16を駆動する。また、
燃料噴射量制御値は第３の出力回路78を経て燃料噴射装
置80に送出し、噴射弁82を通じて燃料の供給を調節す
る。尚、本考案の要旨はトラクション制御装置自体には
ないので、これ以上の詳細な説明は省略する。

続いて、第３図フロー・チャート以下を参照して本制
御装置の動作を説明する。尚、第３図に示すプログラム
は適宜なクランク角度で起動される。

先ず、S10においてフラグFTCのビットが１にセットさ
れているか否か判断する。このフラグはトラクション制
御が実行されているか否かを示すものであり、前記した
マイクロ・コンピュータにおいてトラクション制御が実
行されるとき、そのビットが１にセットされる。S10に
おいてビット・オンと判断されるとS12に進み、そこでZ
ONEの移動を禁止する。尚、このZONEは先に第４図に関
して説明した如く、ノック補正値を遅角下限値RDLMT0-2
と比較して決定される。即ち、ノックが頻発してノック
補正値が遅角方向に増加し、例えばRDLMT0を超えたとこ
ろでZONE1と判定され、そのZONEにあると判定される限
り、ノックが終息した後も点火時期の進角方向への修正
はAVLMT1に制限される。またノックの発生が続いてノッ
ク補正値が次の遅角下限値RDLMT1を超えるとZONE2と判
定され、そのときは更に進角戻し量がAVLMT2に制限され
る。尚、斯く決定されたZONEは所定の運転状態でキャン
セルされる。例えば、いまZONE1にあるとすると、ノッ
ク補正値がAVLMT1まで進角してから所定の時間が経過
し、その後に徐々に進角させていってもノックが再発し
ないとき、第２の遅角下限値RDRL0が上位側のZONE0の進
角上限値ADLMT0と一致したとき、ZONE1からZONE0へ強制
的に移行させられる。尚、遅角下限値及び進角上限値
は、運転状態に応じて可変に設定される。また最進角側
の上限値AVLMT0は基本点火時期と一致する如く設定され
る。

続いて、S14に進み、そこでトラクション制御による
点火時期補正値（以下「トラクション遅角値」と称す
る）θigTCと、ノック補正値θigKCを比較する。即ち、
第５図に示す様に、トラクション制御に点火時期が用い
られるときはノック制御と重畳することがある。従っ
て、トラクション遅角値θigTCとノック補正値θigKCと
を比較し、トラクション遅角値θigTCの方が（遅角方向
に）大きいと判断されるときはS16に進み、基本点火時
期θigMを補正する値としてトラクション遅角値θigTC
を使用し、S18でフラグθigTCのビットを１にセットす
ると共に、然らざるときはS20に進んでノック補正値θi
gKCを使用し、S22においてフラグＦθigTCのビットを零
にリセットする。即ち、同図に想像線で示す如く、双方
の遅角値を重複して用いると基本点火時期θigMからの
遅角量が大きくなって前述した様に必要以上に機関出力
を低減させ、また排気量を過度に上昇させることがある
が、斯くすることによってその様な不都合を解消するこ
とができる。

而して、次回以降のプログラム起動時にフラグFTCの
ビットが零にリセットされていると判断され、トラクシ
ョン制御が終了したと判断されるときはS24に進み、そ
こで前記したフラグＦθigTCのビットが１にセットされ
ているか、即ち点火時期の補正量としてトラクション遅
角値θigTCが使用されているか否か判断する。S24にお
いて肯定されるときは続いてS26に進み、そこでトラク
ション遅角値θigTCから所定単位量Δθ減算して進角方
向に修正し、減算後のトラクション遅角値θigTCをS28
で再びノック補正値θigKCと比較する。即ち、トラクシ
ョン遅角値がノック補正値まで進角したか否か判断す
る。そこで否定されるときはS30に進んでトラクション
遅角値の使用を継続し、S10,S24,S26,S28を経てトラク
ション遅角値θigTCをΔθつづ進角させる。尚、ここで
トラクション制御が終了した後、直ちに進角させず、所
定量Δθつづ進角させるのは、制御のハンチングを回避
するためである。

而して、S28でトラクション遅角値θigTCがノック補
正値θigKCに到達した（第５図に符号ａで示す）と判断
されるとS32に進み、そこで基本点火時期θigMの補正値
をノック補正値θigKCに切り換え、S34でフラグＦθigT
Cのビットを零にリセットする。従って、次回以降のプ
ログラム起動時にはS24での判断は否定されてS36に進
み、そこでZONEの移動が許可され、S38でノック補正値
θigKCの使用が確認される。

本実施例は上記の如く、トラクション制御が開始され
るときはZONEに移動を禁止する様にしたので、ZONEの選
択を誤認して制御値を誤って算出することがない。また
ノック補正値とトラクション遅角値とが共存するときは
遅角方向に大きい値を選択し、それをもって基本点火時
期を補正する様にしたので、同時にノック制御とトラク
ション制御とを行うことができると共に、遅角量が過度
になって駆動力の不要の低下乃至は排気温度の過度の上
昇を招くことがない。またトラクション制御が終了した
後もトラクション遅角値を徐々に進角させる様にしたの
で、制御にハンチングが生じることがない。

第６図は本考案の第２の実施例を示しており、この場
合はトラクション制御として燃料噴射量を零に（フュエ
ル・カット）する場合を前提とする。同図を参照して説
明すると、この実施例の場合には先ずS100で前記したト
ラクション制御（フュエル・カット）が実行されている
か否か判断し、肯定されるときはS102に進んでノック補
正値θigKCを前記したZONE0−２の遅角基準値RDLMY0−
２に固定し、S104でZONEの移動を禁止する。尚、S102で
は、トラクション制御の実行が開始されるまでに属して
いたZONEの遅角基準値に固定するものとする。またS100
で否定されてトラクション制御が終了したと判断される
ときはS106に進んでZONEの移動を再開する。

本実施例の場合はトラクション制御として燃料の供給
を停止することを前提としており、その結果燃焼は実際
には発生せず、よってノックが発生する可能性もない。
しかしながら、この様な状態下において点火時期を恣意
的に決定すると誤制御する恐れがあり、またノイズ等に
よって誤って決定する恐れもある。よってノック補正値
をトラクション制御が開始される直前のZONEの遅角下限
値に固定して、それを防止するものである。尚、斯く構
成することにより、トラクション制御が終了して燃料の
供給が再開された後の点火時期制御との間にハンチング
が生ずるのを防止することもできる。

（考案の効果） 請求項１項記載の内燃機関の点火時期制御装置は、ト
ラクション制御装置とその動作状態を検出する検出手段
を備え、点火時期決定手段は、トラクション制御状態が
検出されたとき、点火時期制御範囲の選択を停止する様
にしたので、その選択を誤ることがなく、よって点火時
期制御値を誤って決定することがない。

請求項２項記載の内燃機関の点火時期制御装置は、前
記点火時期決定手段は、トラクション制御状態が検出さ
れたとき、トラクション制御状態が検出される直前に選
択されていた点火時期制御範囲に基づいて点火時期を決
定する様に構成したので、より的確に点火時期を決定す
ることができ、例えばトラクション制御において燃料の
供給が停止されたときも点火時期の決定を誤ることがな
く、トラクション制御終了後の制御値との間にハンチン
グを生じることがない。

請求項３項記載の内燃機関の点火時期制御装置は、該
機関が搭載される車両の駆動輪のスリップを検出して基
本点火時期を第２の所定量遅角補正するトラクション遅
角補正手段を備えると共に、点火時期決定手段は、第２
の所定量とノック補正用の第１の所定量との中、いずれ
か大きい方の値をもって基本点火時期を補正する様に構
成したので、遅角量が不要に大きくなって機関出力を不
要に低下する乃至は排気温度の過度の上昇を招くことが
ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る内燃機関の点火時期制御装置の概
略図、第２図はその制御ユニットの詳細を示すブロック
図、第３図は該制御装置の動作を示すフロー・チャー
ト、第４図はその中で使用される点火時期制御ZONEを示
す説明図、第５図は第３図フロー・チャートの動作を説
明するタイミング・チャート及び第６図は本考案の第２
実施例を示すフロー・チャートである。 10……内燃機関、12……吸入空気路、14……エアクリー
ナ、16……スロットル弁、18……インテークマニホル
ド、20……燃焼室、24……パイプ、26……吸気圧力セン
サ、28……冷却水通路、30……水温センサ、32……スロ
ットル位置センサ、34……大気圧センサ、36……ディス
トリビュータ、38……ピストン、40……クランク角セン
サ、41……駆動輪速度センサ、42……シリンダブロッ
ク、43……遊動輪速度センサ、44……ノックセンサ、50
……制御ユニット、52……レベル変換回路、54……マイ
クロ・コンピュータ、60……ノック検出回路、68,74,78
……出力回路、70……点火装置、72……点火プラグ、76
……スロットル弁アクチュエータ、80……燃料噴射装
置、82……噴射弁

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−75073（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−212673（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−208528（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】a.機関の運転状態を検出する機関運転状態
   検出手段、 b.使用燃料のオクタン価に応じて複数種の点火時期制御
   範囲を設定する点火時期制御範囲設定手段、 c.機関に発生するノックを検出するノック検出手段、 d.前記ノック検出手段の出力に基づき使用燃料のオクタ
   ン価に対応した前記複数種の点火時期制御範囲のいずれ
   かを選択し、それに基づいて検出された機関運転状態と
   ノックの発生状態とから点火時期を決定する点火時期決
   定手段、 及び e.該点火時期決定手段が決定する点火時期に基づいて機
   関燃焼室の混合気を点火する点火手段、 からなる内燃機関の点火時期制御装置において、 f.該機関が搭載される車両の駆動輪のスリップを抑制す
   るトラクション制御装置、 及び g.該トラクション制御装置の動作状態を検出する検出手
   段、 を備え、前記点火時期決定手段は、トラクション制御状
   態が検出されたとき、前記点火時間制御範囲の選択を停
   止する様にしたことを特徴とする内燃機関の点火時期制
   御装置。
2. 【請求項２】前記点火時期決定手段は、トラクション制
   御状態が検出されたとき、トラクション制御状態が検出
   される直前に選択されていた点火時期制御範囲に基づい
   て点火時期を決定することを特徴とする請求項１項記載
   の内燃機関の点火時期制御装置。
3. 【請求項３】a.少なくとも機関回転数と機関負荷とを含
   む機関の運転状態を検出する機関運転状態検出手段、 b.機関に発生するノックを検出するノック検出手段、 c.機関回転数と機関負荷とから機関の基本点火時期を決
   定すると共に、ノックが検出されたとき該基本点火時期
   を第１の所定量遅角補正する点火時期決定手段、 及び d.該点火時期決定手段が決定する点火時期に基づいて機
   関燃焼室の混合気を点火する点火手段、 からなる内燃機関の点火時期制御装置において、 e.該機関が搭載される車両の駆動輪のスリップを検出し
   て前記基本点火時期を第２の所定量遅角補正するトラク
   ション遅角補正手段、 を備えると共に、前記点火時期決定手段は、前記第１と
   第２の所定量の中、いずれか大きい方の値をもって基本
   点火時期を補正する様に構成したことを特徴とする内燃
   機関の点火時期制御装置。