JPH09170540A - エンジンの点火時期制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外気条件を正確且つ迅速に判別し、外気条件
に適合した最適な点火時期制御を行う。 【解決手段】 スロットル全開でエンジン回転数ＮEが
設定回転数ＮES以上の状態が設定時間以上継続したと
き、基本燃料噴射パルス幅Ｔpと外気条件判定用マップ
内の比較値ＴpSETとを同じエンジン回転数領域で比較
し、現在の外気条件を判別する。そして、現在の外気条
件が基準外気条件に合致するときには基準外気条件下で
予め求められた基本点火時期ＡＤＶBASEから、気温が高
い又は気圧が低い外気条件に合致するときには基本点火
時期ＡＤＶBASEを補正値Ｘ1だけ遅角させた値から、気
温が低い外気条件に合致するときには基本点火時期ＡＤ
ＶBASEを補正値Ｘ2だけ進角させた値から、それぞれ最
終的な点火時期を設定する。これにより、外気条件の変
化に迅速に対応して最適な点火時期としてノッキング発
生や燃焼悪化を防止してエンジンのトルクを可能な限り
高めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、外気条件の変化に
対して点火時期を適正に制御するエンジンの点火時期制
御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、エンジンの点火時期とノッキン
グとの間には、点火時期を早めると燃焼最大圧力が高ま
ってノッキングが発生するという関係があり、エンジン
から最大トルクを引き出す最適点火時期（ＭＢＴ：Ｍin
imum Ｓpark Ａdvance for Ｂest Ｔorque）はノッキン
グを生じる前後近傍に存在することが知られている。

【０００３】従って、エンジン出力向上のためには点火
時期を出来るだけ進角させることが有効であるが、ノッ
キングを検出したときには、直ちに点火時期を遅角しな
ければならず、このため、従来は、エンジン回転数と吸
入空気量あるいは吸入管圧力とをパラメータとして、ノ
ッキングがなく且つ最大トルクが発生する点火時期のデ
ータを予め実験等により採取し、この点火時期データを
基本点火時期として個々の電子制御装置のＲＯＭにメモ
リしておき、この基本点火時期に基づいてエンジンの点
火時期を制御するようにしていた。

【０００４】この場合、上記基本点火時期データのパラ
メータには気圧や気温の変化が全く考慮されていないた
め、データを採取した外気条件と実際に運転を行ってい
るときの外気条件とが異なると、ノッキング又は燃焼悪
化が生じてしまうという問題があった。例えば、上記基
本点火時期のデータが標準外気条件で採取されたもので
あるときは、気圧が低い高地等の外気条件あるいは気温
が高い外気条件の下でエンジンを運転するとノッキング
が生じ、気温が低い外気条件のときには、燃焼悪化が生
じてしまう。

【０００５】これに対処するに、特開昭５７−４４７６
７号公報には、Ｏ2センサの検出値に基づく空燃比補正
値と機関の運転状態とに応じて機関の点火時期を制御す
ることにより、大気圧の変化や吸気空気量を検出するセ
ンサの検出誤差によらず、点火時期を最適に制御する技
術が提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、空燃比
フィードバック制御における空燃比補正値の変化に基づ
いて点火時期を制御する先行技術では、フィードバック
制御の応答遅れによって制御タイミングに応じた適切な
点火時期が得られない虞があるばかりでなく、空燃比補
正値に影響を及ぼす因子としてインジェクタ等の燃料系
の誤差が存在するため、燃料系の誤差如何によっては不
必要な点火時期の進角或いは遅角がなされ、必ずしも最
適な点火時期が得られるとは限らない。

【０００７】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、外気条件を正確且つ迅速に判別し、外気条件に適合
した最適な点火時期制御を行うことのできるエンジンの
点火時期制御装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
図１の基本構成図に示すように、現在のエンジン負荷と
基準外気条件下で予め求めたエンジン負荷とを設定条件
下の同じエンジン回転数領域で比較し、現在のエンジン
負荷が上記基準外気条件下のエンジン負荷に対する設定
範囲内にあるとき、現在の外気条件は上記基準外気条件
と同等であると判別し、現在のエンジン負荷が上記基準
外気条件下のエンジン負荷に対する設定範囲下限より小
さいとき、現在の外気条件は上記基準外気条件より空気
密度の小さい外気条件であると判別し、現在のエンジン
負荷が上記基準外気条件下のエンジン負荷に対する設定
範囲上限より大きいとき、現在の外気条件は上記基準外
気条件より空気密度の大きい外気条件であると判別する
外気条件判別手段と、上記外気条件判別手段により、現
在の外気条件が上記基準外気条件と同等であると判別さ
れたとき、上記基準外気条件下でエンジン回転数とエン
ジン負荷とから予め設定した基本点火時期に基づいて最
終的な点火時期を設定し、現在の外気条件が上記基準外
気条件より空気密度の小さい外気条件であると判別され
たとき、上記基本点火時期よりも遅角させた値に基づい
て最終的な点火時期を設定し、現在の外気条件が上記基
準外気条件より空気密度の大きい外気条件であると判別
されたとき、上記基本点火時期よりも進角させた値に基
づいて最終的な点火時期を設定する点火時期設定手段と
を備えたことを特徴とする。

【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、上記点火時期設定手段は、エンジン回転数
とエンジン負荷とによって決定される各領域毎に上記基
準外気条件に適合する基本点火時期を格納した第１の点
火時期マップと、この第１の点火時期マップの基本点火
時期よりも遅角させた値を対応する各領域毎に格納した
第２の点火時期マップと、上記第１の点火時期マップの
基本点火時期よりも進角させた値を対応する各領域毎に
格納した第３の点火時期マップとから、上記外気条件判
別手段の判別結果に応じて現在の外気条件に適合する点
火時期マップを選択し、選択した点火時期マップに基づ
いて最終的な点火時期を設定することを特徴とする。

【００１０】請求項３記載の発明は、請求項１又は請求
項２記載の発明において、上記エンジン負荷がエンジン
回転数と吸入空気量とに基づく基本燃料噴射量であるこ
とを特徴とする。

【００１１】すなわち、請求項１記載の発明では、現在
のエンジン負荷と基準外気条件下で予め求めたエンジン
負荷とを設定条件下の同じエンジン回転数領域で比較
し、現在のエンジン負荷が基準外気条件下のエンジン負
荷に対する設定範囲内にあるとき、現在の外気条件は基
準外気条件と同等であると判別して基準外気条件下でエ
ンジン回転数とエンジン負荷とから予め設定した基本点
火時期に基づいて最終的な点火時期を設定し、現在のエ
ンジン負荷が基準外気条件下のエンジン負荷に対する設
定範囲下限より小さいときには、現在の外気条件は基準
外気条件より空気密度の小さい外気条件であると判別し
て基本点火時期よりも遅角させた値に基づいて最終的な
点火時期を設定する。また、現在のエンジン負荷が基準
外気条件下のエンジン負荷に対する設定範囲上限より大
きいときには、現在の外気条件は上記基準外気条件より
空気密度の大きい外気条件であると判別して、基本点火
時期よりも進角させた値に基づいて最終的な点火時期を
設定する。

【００１２】この場合、請求項２記載の発明では、エン
ジン回転数とエンジン負荷とによって決定される各領域
毎に基準外気条件に適合する基本点火時期を格納した第
１の点火時期マップと、第１の点火時期マップの基本点
火時期よりも遅角させた値を対応する各領域毎に格納し
た第２の点火時期マップと、第１の点火時期マップの基
本点火時期よりも進角させた値を対応する各領域毎に格
納した第３の点火時期マップとを備え、外気条件判別結
果に応じて現在の外気条件に適合する点火時期マップを
選択し、選択した点火時期マップに基づいて最終的な点
火時期を設定する。

【００１３】また、請求項３記載の発明では、請求項１
記載の発明又は請求項２記載の発明において、エンジン
負荷を基本燃料噴射量として外気条件を判別し、点火時
期を設定する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図２〜図６は本発明の実施の第１
形態に係わり、図２は外気条件判定ルーチンのフローチ
ャート、図３は点火時期設定ルーチンのフローチャー
ト、図４は比較値のヒステリシス幅と外気条件との関係
を示す説明図、図５はエンジン制御系の概略構成図、図
６は電子制御系の回路構成図である。

【００１５】図５において、符号１はエンジンであり、
図においては水平対向４気筒型エンジンを示す。このエ
ンジン１のシリンダヘッド２に形成された各吸気ポート
２ａにインテークマニホルド３が連通され、このインテ
ークマニホルド３にエアチャンバ４を介してスロットル
チャンバ５が連通され、このスロットルチャンバ５上流
側に吸気管６を介してエアクリーナ７が取付けられてい
る。

【００１６】また、上記吸気管６の上記エアクリーナ７
の直下流に、ホットワイヤあるいはホットフィルム等を
用いた熱式の吸入空気量センサ８が介装され、さらに、
上記スロットルチャンバ５に設けられたスロットルバル
ブ５ａに、スロットル開度を検出するスロットル開度セ
ンサ９ａとスロットルバルブ全閉でＯＮするアイドルス
イッチ９ｂとを内蔵したスロットルセンサ９が連設され
ている。

【００１７】また、上記スロットルバルブ５ａの上流側
と下流側とを連通するバイパス通路１０に、アイドル空
気量を調整するためのアイドルスピードコントロールバ
ルブ（ＩＳＣＶ）１１が介装されており、上記インテー
クマニホルド３に連通する通路に、後述する電子制御装
置（ＥＣＵ；図６参照）４０によってＯＮ，ＯＦＦされ
る吸気管圧力／大気圧切換ソレノイド弁１２が介装さ
れ、この吸気管圧力／大気圧切換ソレノイド弁１２に絶
対圧センサ１３が接続されている。

【００１８】上記吸気管圧力／大気圧切換ソレノイド弁
１２は、上記絶対圧センサ１３に連通するポートと上記
インテークマニホルド３に連通するポートと大気ポート
とを有する電磁３方弁からなり、吸入管圧力計測の際に
は、大気ポートを閉塞して上記インテークマニホルド３
に連通するポートを解放することで上記絶対圧センサ１
３に吸気管圧力を導入し、大気圧計測の際には、上記イ
ンテークマニホルド３に連通するポートを閉塞して大気
ポートを解放することで上記絶対圧センサ１３に大気圧
を導入するようになっている。

【００１９】さらに、上記インテークマニホルド３の各
気筒の各吸気ポート２ａ直上流側にインジェクタ１４が
配設され、上記シリンダヘッド２には、先端を燃焼室に
露呈する点火プラグ１５ａが各気筒毎に取付けられてい
る。この点火プラグ１５ａには、点火コイル１５ｂが連
設され、この点火コイル１５ｂにイグナイタ１６が接続
されている。

【００２０】上記インジェクタ１４は燃料供給路１７を
介して燃料タンク１８に連通されており、この燃料タン
ク１８内にはインタンク式の燃料ポンプ１９が設けられ
ている。この燃料ポンプ１９からの燃料は、上記燃料供
給路１７に介装された燃料フィルタ２０を経て上記イン
ジェクタ１４からプレッシャレギュレータ２１に圧送さ
れ、このプレッシャレギュレータ２１から上記燃料タン
ク１８にリターンされて上記インジェクタ１４への燃料
圧力が所定の圧力に調圧される。

【００２１】一方、上記エンジン１のシリンダブロック
１ａには、ノックセンサ２２が取付けられ、さらに、上
記シリンダブロック１ａの左右バンクを連通する冷却水
通路２３に、水温センサ２４が臨まされている。また、
上記シリンダヘッド２の排気ポート２ｂに連通するエグ
ゾーストマニホルド２５の集合部に、Ｏ2センサ２６が
臨まされ、このＯ2センサ２６の下流側に、触媒コンバ
ータ２７が介装されている。

【００２２】また、上記シリンダブロック１ａに支承さ
れたクランクシャフト１ｂに、クランクロータ２８が軸
着され、このクランクロータ２８の外周に、所定のクラ
ンク角に対応する突起（あるいはスリット）を検出する
磁気センサ（電磁ピックアップ等）あるいは光センサ等
からなるクランク角センサ２９が対設されている。さら
に、上記シリンダヘッド２のカムシャフト１ｃにカムロ
ータ３０が連設され、このカムロータ３０に、同じく磁
気センサあるいは光センサ等からなる気筒判別用のカム
角センサ３１が対設されている。

【００２３】次に、図６に基づき上記エンジン１の電子
制御を行う電子制御装置（ＥＣＵ）４０について説明す
る。このＥＣＵ４０は、点火時期制御、燃料噴射制御、
アイドル回転数制御等を行うメインコンピュータ４１
と、ノック検出処理を行う専用のサブコンピュータ４２
との２つのコンピュータとを中心として構成され、各部
に安定化電源を供給する定電圧回路４３、上記メインコ
ンピュータ４１に接続される駆動回路４４及びＡ／Ｄ変
換器４５、上記サブコンピュータ４２に接続されるＡ／
Ｄ変換器４６、このＡ／Ｄ変換器４６に周波数フィルタ
４７を介して接続されるアンプ４８等が内蔵されてい
る。

【００２４】上記定電圧回路４３は、２回路のリレー接
点を有する電源リレー４９の第１のリレー接点を介して
バッテリ５０に接続され、このバッテリ５０に、イグニ
ッションスイッチ５１を介してダイオード５２のアノー
ド側が接続されている。上記ダイオード５２のカソード
側は上記電源リレー４９のリレーコイルの一端に接続さ
れており、このリレーコイルの他端が接地されている。

【００２５】また、上記定電圧回路４３は、上記電源リ
レー４９の第１のリレー接点を介して上記バッテリ５０
に接続されるのみでなく、直接、上記バッテリ５０に接
続されており、上記イグニッションスイッチ５１がＯＮ
されて上記電源リレー４９のリレー接点が閉となったと
き、上記定電圧回路４３から各部へ電源が供給される一
方、上記イグニッションスイッチ５１のＯＮ，ＯＦＦに
拘らず、常時、上記定電圧回路４３から上記メインコン
ピュータ４１の後述するバックアップＲＡＭ５８にバッ
クアップ用の電源が供給されるようになっている。

【００２６】また、上記バッテリ５０には、燃料ポンプ
リレー５３のリレー接点を介して燃料ポンプ１９が接続
されている。この燃料ポンプリレー５３は、そのリレー
コイルの一端が上記電源リレー４９の第２のリレー接点
を介して上記バッテリ５０に接続され、リレーコイルの
他端が上記メインコンピュータ４１に接続される駆動回
路４４に接続されている。尚、上記電源リレー４９の第
２のリレー接点からは、各アクチュエータへの電源線が
延出されている。

【００２７】上記メインコンピュータ４１は、ＣＰＵ５
５、ＲＯＭ５６、ＲＡＭ５７、バックアップＲＡＭ５
８、カウンタ・タイマ群５９、シリアルコミュニケーシ
ョンインターフェース（ＳＣＩ）６０、及び、Ｉ／Ｏイ
ンターフェース６１がバスライン６２を介して接続され
たマイクロコンピュータであり、上記バックアップＲＡ
Ｍ５８には、上記定電圧回路４３からバックアップ用電
源が常時供給されてデータが保持される。

【００２８】尚、上記カウンタ・タイマ群５９は、フリ
ーランカウンタ、カム角センサ信号の入力計数用カウン
タなどの各種カウンタ、燃料噴射用タイマ、点火用タイ
マ、定期割込みを発生させるための定期割込み用タイ
マ、クランク角センサ信号の入力間隔計時用タイマ、及
び、システム異常監視用のウオッチドッグタイマなどの
各種タイマを便宜上総称するものであり、上記メインコ
ンピュータ４１においては、その他、各種のソフトウエ
アカウンタ・タイマが用いられる。

【００２９】上記Ｉ／Ｏインターフェース６１の入力ポ
ートには、アイドルスイッチ９ｂ、クランク角センサ２
９、カム角センサ３１、スタータスイッチ３２、車速セ
ンサ３３、及び、イグニッションスイッチ５１が接続さ
れており、さらに、上記Ａ／Ｄ変換器４５を介して、吸
入空気量センサ８、スロットル開度センサ９ａ、絶対圧
センサ１３、水温センサ２４、及び、Ｏ2センサ２６が
接続されるとともに、バッテリ電圧ＶBが入力されてモ
ニタされる。

【００３０】また、上記Ｉ／Ｏインターフェース６１の
出力ポートには、イグナイタ１６が接続されるととも
に、ＩＳＣＶ１１、吸気管圧力／大気圧切換ソレノイド
弁１２、インジェクタ１４、及び、燃料ポンプリレー５
３のリレーコイルが上記駆動回路４４を介して接続され
ており、さらに、上記イグニッションスイッチ５１がＯ
ＦＦされた後、所定時間上記電源リレー４９をＯＮ状態
に保持してＥＣＵ電源を確保するセルフシャット機能を
実現するため、上記電源リレー４９のリレーコイルが上
記ダイオード５２のカソード側で上記駆動回路４４を介
して上記Ｉ／Ｏインターフェース６１の出力ポートに接
続されている。

【００３１】一方、上記サブコンピュータ４２は、上記
メインコンピュータ４１と同様、ＣＰＵ６５、ＲＯＭ６
６、ＲＡＭ６７、カウンタ・タイマ群６８、ＳＣＩ６
９、及び、Ｉ／Ｏインターフェース７０がバスライン７
１を介して接続されたマイクロコンピュータであり、上
記メインコンピュータ４１と上記サブコンピュータ４２
とは、上記ＳＣＩ６０，６９を介してシリアル通信ライ
ンにより互いに接続されている。

【００３２】上記Ｉ／Ｏインターフェース７０の入力ポ
ートには、クランク角センサ２９、カム角センサ３１が
接続されるとともに、ノックセンサ２２が、アンプ４
８、周波数フィルタ４７、Ａ／Ｄ変換器４６を介して接
続されており、上記ノックセンサ２２からのノック検出
信号が上記アンプ４８で所定のレベルに増幅された後、
上記周波数フィルタ４７により必要な周波数成分が抽出
され、上記Ａ／Ｄ変換器４６にてデジタル信号に変換さ
れて入力される。

【００３３】上記サブコンピュータ４２におけるＩ／Ｏ
インターフェース７０の所定の出力ポートは、上記メイ
ンコンピュータ４１におけるＩ／Ｏインターフェース６
１の所定の入力ポートに接続されており、上記サブコン
ピュータ４２では、ノックセンサ２２からの信号に基づ
いてノック発生の有無を判定し、このノック発生有無の
判定結果をＩ／Ｏインターフェース７０の出力ポートを
介して上記メインコンピュータ４１に出力する。

【００３４】そして、ノック発生の場合、シリアル回線
を通じて上記サブコンピュータ４２から送信されるノッ
クデータが上記メインコンピュータ４１に読込まれ、こ
のノックデータに基づいて上記メインコンピュータ４１
で該当気筒の点火時期を遅らせ、ノックを回避するよう
になっている。

【００３５】すなわち、上記サブコンピュータ４２で
は、エンジン回転数とエンジン負荷とに基づいてノック
センサ２２からの信号のサンプル区間を設定し、このサ
ンプル区間でノックセンサ２２からの信号を高速にＡ／
Ｄ変換して振動波形を忠実にデジタルデータに変換し、
このデータに基づきノック発生の有無を判定し、その判
定結果を上記メインコンピュータ４１に出力する。

【００３６】一方、上記メインコンピュータ４１では、
上記ＣＰＵ５５で上記ＲＯＭ５６に記憶されている制御
プログラムに従って、Ｉ／Ｏインターフェース６１を介
して入力されるセンサ・スイッチ類からの検出信号、及
びバッテリ電圧等を処理し、ＲＡＭ５７及びバックアッ
プＲＡＭ５８に格納される各種データ、ＲＯＭ５６に記
憶されている固定データ等に基づき、燃料噴射量、点火
時期、ＩＳＣＶ１１に対する駆動信号のデューティ比等
の各種制御量を演算し、各種アクチュエータ類を駆動し
て空燃比学習制御、点火時期制御、アイドル回転数制御
等の各種制御を行う。

【００３７】すなわち、駆動回路４４により燃料ポンプ
リレー５３をＯＮして燃料ポンプ１９を駆動するととも
に、吸気管圧力／大気圧切換ソレノイド弁１２をＯＮ，
ＯＦＦして絶対圧センサ１３により大気圧と吸気管圧力
とを交互に検出し、また演算した燃料噴射パルス幅に相
応する駆動パルス信号を所定のタイミングで該当気筒の
インジェクタ１４に出力して燃料噴射制御を行い、ま
た、演算した点火時期に対応するタイミングでイグナイ
タ１６に点火信号を出力して点火時期制御を実行し、さ
らにはＩＳＣＶ１１にデューティ制御信号を出力してア
イドル回転数制御等を実行する。

【００３８】この場合、点火時期制御においては、例え
ば標準大気下での外気条件等のような基準外気条件に適
合する基本点火時期を予め設定しておき、現在のエンジ
ン負荷と上記基準外気条件下で予め求めたエンジン負荷
とを設定条件下の同じエンジン回転数領域で比較するこ
とにより現在の外気条件を判別し、その判別結果に応じ
て上記基本点火時期から最適な点火時期を設定するよう
にしている。すなわち、上記メインコンピュータ４１及
び上記メインコンピュータ４１に接続されるセンサ類・
アクチュエータ類によって、本発明に係わる外気条件判
別手段、点火時期設定手段の機能が実現される。

【００３９】以下、上記メインコンピュータ４１で実行
される点火時期制御について、図２及び図３に示すフロ
ーチャートに従って説明する。尚、サブコンピュータ４
２はノック検出処理専用のコンピュータであるため、そ
の制御内容についての説明は省略する。

【００４０】図２は点火時期設定に先立って外気条件を
判別するための外気条件判定ルーチンであり、システム
イニシャライズ後、所定時間毎に実行される。このルー
チンでは、まず、ステップS101において、スロットル開
度センサ９ａの出力に基づき、現在の運転状態がスロッ
トル全開状態か否かを調べ、スロットル全開でないとき
にはステップS118へジャンプして後述するカウント値Ｃ
をクリアし（Ｃ←０）、ルーチンを抜ける。

【００４１】一方、上記ステップS101において、スロッ
トル全開のときには、上記ステップS101からステップS1
02へ進んでエンジン回転数ＮEが設定回転数ＮES（例え
ば、２０００ｒｐｍ）以上か否かを調べる。そして、Ｎ
E＜ＮESのときには、カウント値Ｃをクリアする前述の
ステップ118を経てルーチンを抜け、ＮE≧ＮESのとき、
ステップS103へ進んでスロットル全開且つエンジン回転
数が設定回転数以上である条件成立後の経過時間を計時
するカウント値Ｃが設定値ＣS（例えば、１ｓｅｃ相当
値）に達したか否かを調べる。

【００４２】上記ステップS103においてＣ＜ＣSのとき
には、ステップS104でカウント値Ｃをカウントアップし
て（Ｃ←Ｃ＋１）ルーチンを抜け、Ｃ≧ＣSのとき、ス
テップS105へ進んで、エンジン負荷としての基本燃料噴
射量を定める基本燃料噴射パルス幅ＴpをＲＡＭ５７の
所定アドレスから読出す。尚、上記基本燃料噴射パルス
幅Ｔpは、エンジン回転数ＮEと吸入空気量Ｑとに基づ
き、演算（Ｔp←Ｋ×Ｑ／ＮE；Ｋはインジェクタ特性補
正定数）あるいはマップ参照等により求められ、ＲＡＭ
５７の所定アドレスにストアされている。

【００４３】次に、ステップS106へ進み、エンジン回転
数ＮEに基づきＲＯＭ５６の外気条件判定用マップを参
照し、補間計算等により現在のエンジン回転数に対応す
る外気条件判定用の比較値ＴpSETを設定し、ステップS1
07以降で現在の基本燃料噴射パルス幅Ｔpとマップから
検索した比較値ＴpSETとに基づいて外気条件判別処理を
行う。

【００４４】上記比較値ＴpSETは、ステップS106中に図
示するように、基準外気条件（例えば、標準大気下での
外気条件）下でエンジン１をスロットル全開で運転した
とき、各エンジン回転数毎に得られる基本燃料噴射パル
ス幅Ｔpをマップ化してＲＯＭ５６にストアしたもので
あり、現在の基本燃料噴射パルス幅Ｔpとマップ内の比
較値ＴpSETとを同じエンジン回転数領域で比較すること
により、現在の外気条件を判別することができる。

【００４５】すなわち、上記基準外気条件に対し、より
気圧の低い高地の外気条件、あるいは、より気温が高い
外気条件等の相対的に空気密度の小さい外気条件下で
は、エンジンの充填効率が低下するため、同一スロット
ル開度ではエンジンの吸入空気量Ｑ（質量流量）が低下
し、この吸入空気量Ｑとエンジン回転数ＮEとから求め
られる基本燃料噴射パルス幅Ｔpが上記基準外気条件下
での値よりも小さくなる。一方、上記基準外気条件に対
し、より気温が低い外気条件等の相対的に空気密度の大
きい外気条件下では、同一スロットル開度での吸入空気
量Ｑが大きくなり、基本燃料噴射パルス幅Ｔpも上記基
準外気条件下での値よりも大きくなる。

【００４６】従って、ある外気条件下で得られる基本燃
料噴射パルス幅Ｔpが同じエンジン回転数領域での上記
基準外気条件下の値ＴpSETより小さいときには、そのと
きの外気条件は、より気圧の低い高地の外気条件、ある
いは、より気温が高い外気条件等の相対的に空気密度の
小さい外気条件であると判別することができ、また、あ
る外気条件下で得られる基本燃料噴射パルス幅Ｔpが同
じエンジン回転数領域での上記基準外気条件下の値ＴpS
ETより大きいときには、そのときの外気条件は、より気
温が低い外気条件等の相対的に空気密度の大きい外気条
件であると判別することができる。

【００４７】以下、ステップS107以降の外気条件判別処
理について説明する。この外気条件判別処理では、詳細
には、図４に示すように、上記比較値ＴpSETを中心とし
て下限幅Ｔ1と上限幅Ｔ2とからなるヒステリシス幅を設
定するようにしており、現在の運転状態での基本燃料噴
射パルス幅Ｔpが、ヒステリシス幅の下限値ＴpSET−Ｔ1
より小さいか（Ｔp＜ＴpSET−Ｔ1）、ヒステリシス幅内
か（ＴpSET−Ｔ1≦Ｔp≦ＴpSET＋Ｔ2）、ヒステリシス
幅の上限値ＴpSET＋Ｔ2を越えているか（ＴpSET＋Ｔ2＜
Ｔp）により、現在の外気条件を判別するようにしてい
る。

【００４８】このため、ステップS107で、現在の運転状
態での基本燃料噴射パルス幅Ｔpと下限値ＴpSET−Ｔ1と
を比較し、Ｔp＜ＴpSET−Ｔ1のときには、現在の外気条
件は気温が高い外気条件あるいは気圧が低い外気条件で
あると判断する。そして、ステップS107からステップS1
08へ進んで標準外気条件であることを示すためのフラグ
Ｆ1をクリアし（Ｆ1←０）、ステップS109で気温が高い
又は気圧が低い外気条件であることを示すためのフラグ
Ｆ2をセットすると（Ｆ2←１）、ステップS110で気温が
低い外気条件であることを示すためのフラグＦ3をクリ
アし（Ｆ3←０）、次回の外気条件判別処理に備えるた
めステップS118でカウント値Ｃをクリアして（Ｃ←０）
ルーチンを抜ける。

【００４９】一方、上記ステップS107において、Ｔp≧
ＴpSET−Ｔ1のときには、上記ステップS107からステッ
プS111へ進んで現在の運転状態での基本燃料噴射パルス
幅Ｔpと上限値ＴpSET＋Ｔ2とを比較し、Ｔp＞ＴpSET＋
Ｔ2のとき、現在の外気条件は気温が低い外気条件と判
断する。そして、ステップS112,S113で、それぞれフラ
グＦ1,Ｆ2をクリアし（Ｆ1←０，Ｆ2←０）、ステップS
114で、現在の外気条件が気温が低い外気条件であるこ
とを示すためフラグＦ3をセットした後（Ｆ3←１）、上
記カウント値Ｃをクリアする前述のステップS118を経て
ルーチンを抜ける。

【００５０】また、上記ステップS111でＴp≦ＴpSET＋
Ｔ2のときには、現在の外気条件は基準外気条件と同等
であると判断して上記ステップS111からステップS115へ
進み、現在の外気条件が基準外気条件と同等であること
を示すためフラグＦ1をセットすると（Ｆ1←１）、ステ
ップS116,S117で、フラグＦ2,Ｆ3をそれぞれクリアし
（Ｆ2←、Ｆ3←０）、前述のステップS118を経てルーチ
ンを抜ける。

【００５１】以上の外気条件判別ルーチンに対し、図３
の点火時期設定ルーチンが所定の点火時期設定タイミン
グ毎に実行される。この点火時期設定ルーチンでは、ま
ずステップS201でエンジン回転数ＮEと基本燃料噴射パ
ルス幅Ｔpとに基づき基本点火時期マップを補間計算付
きで参照して基本点火時期ＡＤＶBASEを設定する。この
基本点火時期ＡＤＶBASEは、基準外気条件下において、
ノッキング及び燃焼悪化がなく、且つ、最大トルクを発
生することのできる最大進角の点火時期を定めるもので
あり、基準外気条件下でエンジン回転数ＮE及び基本燃
料噴射パルス幅Ｔpをパラメータとして予め実験等によ
り求められた点火時期のデータをマップ化し、ＲＯＭ５
６にストアしておくものである。

【００５２】次いで、ステップS202へ進み、フラグＦ1
の値を参照して現在の外気条件が基準外気条件に合致す
るか否かを調べる。そして、Ｆ1＝１であり、現在の外
気条件が基準外気条件に合致するときには、上記ステッ
プS202からステップS203へ進んで上記ステップS201で設
定した基本点火時期ＡＤＶBASEを補正せずに点火時期Ａ
ＤＶとして採用し、Ｆ1＝０のときには、上記ステップS
202からステップS204へ進んでフラグＦ2の値を参照し、
現在の外気条件が気温が高い又は気圧が低い外気条件に
合致するか否かを調べる。

【００５３】その結果、Ｆ2＝１であり、現在の外気条
件が気温が高い又は気圧が低い外気条件に合致するとき
には、基準外気条件下での基本点火時期ではノックキン
グが発生する虞があるため、ステップS205で基本点火時
期ＡＤＶBASEを補正値Ｘ1だけ遅角させ、その値を気温
が高い又は気圧が低い外気条件に適合する点火時期ＡＤ
Ｖとする（ＡＤＶ←ＡＤＶBASE−Ｘ1）。

【００５４】また、上記ステップS204でＦ2＝０であ
り、現在の外気条件が基準外気条件にも気温が高い又は
気圧が低い外気条件にも合致しない（Ｆ1＝０且つＦ2＝
０）ときには、上記ステップS204からステップS206へ進
んでフラグＦ3の値を参照し、現在の外気条件が気温が
低い外気条件に合致するか否かを調べる。

【００５５】そして、上記ステップS206においてＦ3＝
１であり、現在の外気条件が気温が低い外気条件に合致
するときには、基準外気条件下での基本点火時期では過
剰遅角となって燃焼が悪化する虞があるため、ステップ
S207で基本点火時期ＡＤＶBASEを補正値Ｘ2だけ進角さ
せ、その値を気温が低い外気条件に適合する点火時期Ａ
ＤＶとする（ＡＤＶ←ＡＤＶBASE＋Ｘ2）。また、上記
ステップS206においてＦ3＝０のとき、すなわち、Ｆ1＝
Ｆ2＝Ｆ3＝０で未だ外気条件判別が完了していないとき
には、前述のステップS203へ分岐して取りあえず基本点
火時期ＡＤＶBASEを点火時期ＡＤＶとする。

【００５６】その後、上記ステップS203,S205,S207のい
ずれかのステップで点火時期ＡＤＶを設定すると、該当
するステップからステップS208へ進み、サブコンピュー
タ４２からのノックデータに基づいてノック補正値ＡＤ
ＶNKを設定し、ステップS209で点火時期ＡＤＶにノック
補正値ＡＤＶNKを加算して最終的な点火時期ＡＤＶを設
定する。そして、ステップS210で、この最終的な点火時
期ＡＤＶを点火タイマにセットし、ルーチンを抜ける。
その結果、点火タイマの計時により点火時期ＡＤＶに達
すると、該当気筒に対し点火信号が出力され、該当気筒
の点火コイル１５ｂがドエルカットされて該当気筒の点
火プラグ１５ａが点火する。

【００５７】これにより、外気条件の変化に迅速に対応
して最適な点火時期とすることができ、ノッキング発生
や燃焼悪化を防止してエンジン１のトルクを可能な限り
高めることができる。

【００５８】図７は本発明の実施の第２形態に係り、点
火時期設定ルーチンを示すフローチャートである。

【００５９】本形態は、前述の第１形態が基準外気条件
下で予め設定した基本点火時期を外気条件に応じて補正
した後、最終的な点火時期を設定するものであるのに対
し、基準外気条件に適合する第１の点火時期マップ、気
温が高い又は気圧が低い外気条件等の相対的に空気密度
の小さい外気条件に適合する第２の点火時期マップ、気
温が低い外気条件等の相対的に空気密度の大きい外気条
件に適合する第３の点火時期マップを予め作成してお
き、外気条件判別ルーチンによる外気条件の判別結果に
応じて点火時期マップを選択するものである。

【００６０】すなわち、本形態の点火時期設定ルーチン
では、まず、図７のステップS301でフラグＦ1の値を参
照して現在の外気条件が基準外気条件と同等か否かを調
べ、Ｆ1＝１のときは、ステップS302へ進んで、エンジ
ン回転数ＮE及び基本燃料噴射パルス幅Ｔpに基づき基準
外気条件に適合する第１の点火時期マップを参照して点
火時期ＡＤＶを設定する。この第１の点火時期マップ
は、第１形態における基本点火時期マップと同じものと
なる。

【００６１】また、上記ステップS301でＦ1＝０のとき
には、上記ステップS301からステップS303へ進み、フラ
グＦ2の値を参照して現在の外気条件が気温が高い又は
気圧が低い外気条件に合致するか否かを調べる。そし
て、Ｆ2＝１のとき、ステップS304へ進んで、エンジン
回転数ＮE及び基本燃料噴射パルス幅Ｔpに基づき、気温
が高い又は気圧が低い外気条件に適合する第２の点火時
期マップを参照して点火時期ＡＤＶを設定する。この第
２の点火時期マップの各領域には、上記第１の点火時期
マップの対応する各領域の点火時期ＡＤＶを夫々ノッキ
ングを防止するための補正値Ｘ1によって遅角補正した
点火時期がストアされている。

【００６２】さらに、上記ステップS303でＦ2＝０のと
きには、上記ステップS303からステップS305へ進み、フ
ラグＦ3の値を参照して現在の外気条件が気温の低い外
気条件に合致するか否かを調べ、Ｆ3＝０のとき、前述
のステップS302へ分岐し、Ｆ3＝１のとき、ステップS30
6へ進んでエンジン回転数ＮE及び基本燃料噴射パルス幅
Ｔpに基づき第３の点火時期マップを参照して気温の低
い外気条件に適合する点火時期ＡＤＶを設定する。この
第３の点火時期マップの各領域には、上記第１の点火時
期マップの対応する各領域の点火時期ＡＤＶを夫々燃焼
悪化を防止するための補正値Ｘ2によって進角補正した
点火時期がストアされている。

【００６３】そして、以上のステップS302,S304,S306の
いずれかで点火時期ＡＤＶを設定した後、該当するステ
ップからステップS307へ進み、サブコンピュータ４２か
らのノックデータに基づいてノック補正値ＡＤＶNKを設
定すると、ステップS308で点火時期ＡＤＶにノック補正
値ＡＤＶNKを加算して最終的な点火時期ＡＤＶを設定す
る。そして、ステップS309で、この最終的な点火時期Ａ
ＤＶを点火タイマにセットし、ルーチンを抜ける。

【００６４】本形態では、マップ参照により前述の第１
形態に比較し、より迅速に外気条件の変化に対応して最
適な点火時期とすることができ、ノッキング発生や燃焼
悪化を防止してエンジン１のトルクを可能な限り高める
ことができる。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、現
在のエンジン負荷と基準外気条件下で予め求めたエンジ
ン負荷とを設定条件下の同じエンジン回転数領域で比較
することにより現在の外気条件を判別し、基準外気条件
下でエンジン回転数とエンジン負荷とから予め設定した
基本点火時期から外気条件の判別結果に応じて最終的な
点火時期を設定するため、外気条件を正確且つ迅速に判
別して外気条件に適合した最適な点火時期制御を行うこ
とができ、外気条件の変化に起因したエンジンのノッキ
ング、燃焼悪化を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本構成図

【図２】本発明の実施の第１形態に係わり、外気条件判
定ルーチンのフローチャート

【図３】同上、点火時期設定ルーチンのフローチャート

【図４】同上、比較値のヒステリシス幅と外気条件との
関係を示す説明図

【図５】同上、エンジン制御系の概略構成図

【図６】同上、電子制御系の回路構成図

【図７】本発明の実施の第２形態に係り、点火時期設定
ルーチンのフローチャート

【符号の説明】

１ …エンジン ４１ …メインコンピュータ（外気条件判別手段、
点火時期設定手段） Ｔp …基本燃料噴射パルス幅（エンジン負荷） ＴpSET …比較値（基準外気条件下で予め求めたエン
ジン負荷） ＮE …エンジン回転数 ＡＤＶBASE…基本点火時期

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現在のエンジン負荷と基準外気条件下で
   予め求めたエンジン負荷とを設定条件下の同じエンジン
   回転数領域で比較し、現在のエンジン負荷が上記基準外
   気条件下のエンジン負荷に対する設定範囲内にあると
   き、現在の外気条件は上記基準外気条件と同等であると
   判別し、現在のエンジン負荷が上記基準外気条件下のエ
   ンジン負荷に対する設定範囲下限より小さいとき、現在
   の外気条件は上記基準外気条件より空気密度の小さい外
   気条件であると判別し、現在のエンジン負荷が上記基準
   外気条件下のエンジン負荷に対する設定範囲上限より大
   きいとき、現在の外気条件は上記基準外気条件より空気
   密度の大きい外気条件であると判別する外気条件判別手
   段と、 上記外気条件判別手段により、現在の外気条件が上記基
   準外気条件と同等であると判別されたとき、上記基準外
   気条件下でエンジン回転数とエンジン負荷とから予め設
   定した基本点火時期に基づいて最終的な点火時期を設定
   し、現在の外気条件が上記基準外気条件より空気密度の
   小さい外気条件であると判別されたとき、上記基本点火
   時期よりも遅角させた値に基づいて最終的な点火時期を
   設定し、現在の外気条件が上記基準外気条件より空気密
   度の大きい外気条件であると判別されたとき、上記基本
   点火時期よりも進角させた値に基づいて最終的な点火時
   期を設定する点火時期設定手段とを備えたことを特徴と
   するエンジンの点火時期制御装置。
2. 【請求項２】 上記点火時期設定手段は、エンジン回転
   数とエンジン負荷とによって決定される各領域毎に上記
   基準外気条件に適合する基本点火時期を格納した第１の
   点火時期マップと、この第１の点火時期マップの基本点
   火時期よりも遅角させた値を対応する各領域毎に格納し
   た第２の点火時期マップと、上記第１の点火時期マップ
   の基本点火時期よりも進角させた値を対応する各領域毎
   に格納した第３の点火時期マップとから、上記外気条件
   判別手段の判別結果に応じて現在の外気条件に適合する
   点火時期マップを選択し、選択した点火時期マップに基
   づいて最終的な点火時期を設定することを特徴とする請
   求項１記載のエンジンの点火時期制御装置。
3. 【請求項３】 上記エンジン負荷がエンジン回転数と吸
   入空気量とに基づく基本燃料噴射量であることを特徴と
   する請求項１又は請求項２記載のエンジンの点火時期制
   御装置。