JPS5896174A - 内燃機関用点火時期制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明社内燃機関の気筒内圧力によって気筒内外に生じ
る振動もしくは音等によってノッキングを検出し、ノッ
キングの検出された場合には点火時期を遅角させる機能
をもつ内燃機関用点火時期制御装置に関するものである
。

近年、内燃機関に生じるノッキングを検出して点火時期
を進角させる、いわゆるノッキングフィードバックシス
テムが種々検討されている。そのシステムの概要は次の
とおりである。すなわち内燃機関の気筒内圧力によって
気筒内外に生じる振動　。

もしくは音等を検出して、それら振動もしく社音等一般
定しベＡ／（ノッキング判定レベＡ／）を超え九場合に
ノッキングと判定し、ノッキング信号を発生する。この
ノッキング信号が生じ九場合に轄点火時期を遅角させ、
逆に生じなかつ九場合Ｋａ点火時期を進角させることに
より、点火時期を常にノッキング限界付近にコン）四−
ルし、機関の燃費、出力性能を向上させるものである。

このノッキングフィードバックシステムにおいては、ノ
ッキングを検出した場合に遅角させる量、すなわちノッ
キング１回当りの遅角量はあらかじめ決められており通
常１０Ｃム程度である。このノッキング１回当りの遅角
量は点火時期の制御性に関係する最も重要なファクタで
ある・これを、第１図を用いて説明する。第１図の（ａ
）図及び（ｂ）図は定常時の点火時期変動を表わし、（
Ｃ）図は過変時の点火時期応答性を表わしている。第１
図（ａ）〜（０）図はともに横軸が時間、縦軸が点火時
期である。

ここで（＆〕図はノッキング１回当りの遅角量が大きい
場合（たとえば２°Ｃ人）の定常時の点火時期変動を表
わしており１ｂ）ａノッキング１回当りの遅角量が小さ
い場合（たとえば０．５°ＯＡ）の定常時の点火時期変
動を表わしている。（ａ）　、　（ｂ）図とも、図中に
一点鎖線で表示しであるのけ点火時期制御の目標となる
点火時期であり、通常、トレースノック限界の点火時期
に相当する。この点火時期においては機関は適度なノッ
キング状態になり出力、燃費が向上する。（ａ）図、（
ｂ）図を比べてみれば定常時の制御性はノッキング１回
当りの遅角量が小さい方（（ｂ）　ＩＮ　）がすぐれて
いることは−目で判る。なぜならば遅角量が大きい場合
（（ａ）図）Ｋは目標点火時期からのずれが大きく、点
火時期が進角側にずれた場合にはノッキング音が増大し
、逆に遅角量にずれた場合には出力、燃費に損失が生じ
るからである。もちろんノッキング１回当りの遅角量を
あまり小さくしすぎるとノッキングの消音効果が減るた
め、定常時ではおよそ０．３〜０．５１Ｃム程度が良い
。以上のとおり定常時の点火時期制御性はノッキング１
回当りの遅角量が小さい方が良い。

しかしながら過渡時の点火時期応答性に関しては逆のこ
とが言える。第１ｖ！Ｊの（（１１図は過渡時（急加速
時）の点火時期応答性を示しているが、（０）　図にお
いてｌは遅角量が小さい場合（たとえば０．５０ム）、
２は遅角量が大きい場合（たとえば２゜Ｃム）を表わし
ている。ｊｌｌＮよりノッキング１回当抄の遅角量が小
さい場合（１の場合）Ｋ＃１点火時期応答性が悪く、従
って急加速時のような過渡時に＃′１ノッキングが続発
し、運転者に不快感を与え、しいては機関の損障を生じ
るととＫなる。従って過渡時にはノッキング１回当りの
遅角量を大きくする必要がある。以上のことから、定常
時の点火時期制御性及び過渡時の点火時期応答性を共に
向上させるＫは、定常と過渡を判別してノブキング１回
当りの遅角量を切替えることがどうしても必要になる。

しかしながら従来、定常と過渡を精度良く判別する手段
がなかったため、ノッキング１回当りの遅角量を切替え
ることができなかった。たとえば、機関の加速を検出し
て遅角量を切替える方法では、機関の個体差、環境条件
等により加速状態でも軽微なノッキングしか発生しない
場合もあり、この場合に大きな遅角量を設定したために
不必要に大きな遅角を生じてしまい、加速性能を損って
しまうことが多々あった。従って従来は定常及び過、渡
時の両者の妥協する遅角量（たとえば７°ＯＡ）本発明
は上記問題点に鑑み、ノッキング検出手段によりノッキ
ングの強度を検出すると共に加速検出手段により加速状
態を検出し、この２つの検出情報に応じて機関の定常と
過渡を判別することによってノッキング１回当りの遅角
量を変化させ、定常時の運転性能および過渡時の運転性
能の両方を向上させる内燃機関用点火時期制御装置の提
供を目的とする。

すなわち、加速検出手段によって加速が検出されかつノ
ッキング検出手段から強度の大きなノッキングが検出さ
れた場合には即座に過渡状態であると判断し、ノッキン
グ１回当りの遅角量を増すことにより過渡運転性能の向
上’ｔはかり、逆に加速が検出されない場合あるいは加
速が検出されても小さなノッキングしか検出されない場
合は、定常状態あるいは軽度の過渡状態と判断し、ノッ
キング１回当りの遅角量を比較的小さな量に保持するこ
とによって定常運転性能の向上をはかるものである。

これは、定常状態においてはノッキングフィードバック
システムによって点火時期が制御された場合に発生する
ノッキングの強度は比較的小さいが、加速時のような過
渡状１！においては大きなノッキングが発生するという
事実に基づいている。

しかしながら定常状［Ｉにおいて龜大きなノッキングが
散発的に生じることがあり、このときに加速信号を検出
しないと第２図（ｂ）のように定常時に不必要に大きな
遅角が混じり定常性能が損われる。

また、逆に加速信号だけを検出すると、その加速によっ
て生じるノッキングの発生状態にかかわらず大きな遅角
をするためＫ、機関の個体差、環境条件等によりあまり
大きな遅角を必要としない加速時でも第２図（ａ）の２
のように大きく遅角し加速性能を損う。（本来第２図（
ａ）の１の遅角程度で充分である。） 従って本発明のように加速信号とノック強度の両方の情
報から定常と過渡を判別して遅角量を切替えると、以上
のような問題点は解決され従って定常及び過渡の両性能
が従来に比べ大幅に向上される。

以下本発明を図に示す実施例により説明する。

第８図は本発明の第１実施例を示すブロック図である。

第１図において（１）は機関のノッキング現象に対応し
た機関本体の振動を圧電素子式（ピエゾ素子式）、電磁
式（マグネット、コイル）等によって検出するノッキン
グ検出器、（２）は機関の加速現象に対応した機関のス
ロットル開度、吸気負圧、回転数を検出する加速検出器
、（８）は機関の基本点火時期を設定する７Ａ／トラン
ジスタ式のディストリビュータ、（４）はノッキング検
出器（１）、加速検出器（２）、及びディストリビュー
タ（８）の信号を受けて実際の点火時期を決定し、点火
時期制御信号を発生する点火時期制御回路、（５）はこ
の点火時期制御ｉｔを電流増幅して、イグニッションコ
イ１ｖ（５４示されていない）Ｋ通電遮断を行なわしめ
るイグナイタである。点火時期制御回路（（転）の構成
は次のとおりである。（４１）はノッキング検出器（１
）の信号を受けて機関のノッキング発生の有無及びノッ
キング強度を検出しこれに応じたノッキング信号を発生
するノッキング検出回路、（４２）Ｆｉ加速検出器（２
）の信号を受けて加速を検出するための加速検出回路、
（４８１デイストリビユータ（８）のピックアップ信号
を波形整形し、基本点火時期をとり出すための波形整形
回路、（４４）ｔｒｉノッキング検出回路（４１）より
出力されるノッキング信号と加速検出回路からの加速信
号とによりノッキング１回当りの遅角量を変化させる遅
角量可変回路、（４５１Ｆｉ遅角量可変回路（４４）か
ら出力されるノッキング１回当りの遅角量に対応した遅
角量信号及びノッキング検出回路（４１）から出力され
るノッキング信号を受けて、基本点火時期からの遅角量
を演算する遅角量演算回路、（４６）は波形整形回路（
４８）より出力される基本点火時期から、遅角量演算回
路（４５）より出力される遅角量をさし引いて実際の点
火時期を決定する点火時期演算回路である。

次に第４図を用いてノッキング検出回路（４１）の詳細
構成を説明する。（４１０１）はノッキング検出器（１
）の出力をノッキング周波数成分のみ選別して取出すた
めのバンドパス、バイパス等のフィルタ、（４１０２）
はフィルタ（４１０１）の出力を半波整流するための半
波整流器、（４１０Ｂ）は半波整流器（４１（１）の出
力を積分し、ノッキング検出器（１）の振動出力の平均
値を取出すための積分器、（４１０４）は積分器（４１
０３）の出力をに１倍に増幅し、第１のノッキング判定
レベＩｖを作り出す丸めの増幅器、（４１０５）は同じ
く積分器の出力をに、倍に増幅し、第２のノッキング判
定レベルを作り出すための増幅器、（４１０６）は半波
整流器（４１０ｇ）の出力と増幅器（４１０４）によっ
て作られる第１の判定レベルを比較し、半波整流器の出
力の方が大きいときに出力電圧を発生する比較器、（４
１０７）は同じく半波整流器の出力と第２の判定レベル
とを比較するだめの比較器であり、（４１０６）の比較
器と同じものが使用できる。（４１０８）、（４１０９
）Ｆ１比較器（４１０６）。

（４１０７）の出力の立上りでトリガがかかり、その電
圧信号をトリガから一定時間だけ持続させる単安定マル
チバイブレータである。この場合にも（４１０ｇ）　と
（４１０９）は同じ単安定マルチバイブレータを使用す
ることができる。

このノッキング検出回路の作動を第６図を用いて説明す
る。第５図においてｅ）図はフィルタ（４１０４）の出
力信号で、ノッキング検出器（１）の出力のうちノッキ
ング周波数成分（６〜ｇＫＨｚ）のみを選別して取出し
た信号である。（ａ）図において”ｌ　ｔ”ｌ　ｒ”８
社８つの異なるノッキング状ａＫ対応した出力を表わし
ている。すなわち魯Ｉは比較的小さなノッキング、ａ、
ＩＩｉ比較的大きなノッキング、畠、はノイズもしくは
極端に小さいノッキングである。（ｂ）図は（ａ）図を
整流器（４１０２）４Ｃよって半波整流した後の信号、
（ｅ）図は（ｂ）　ＦＩＪ信号を積分ｍ１（４１０８）
及び増幅器（４１０４）、（４１０５）によって積分、
増幅した後の信号である。ここで（Ｃ）図の１（実線表
示）は増幅器←１０４）で作られる第１のノック判定レ
ベル、（（＋）　１ｌｌｉの２（点線で表示）は増幅器
（４１０５）で作られる第２のノック判定レベルである
。（ｄ）　＠　１１　（ｂ）　８Ｉと（（１１図を同時
に描いた図である。（ｅ）図は比較ＩＩ（４１０６）の
出力、（ｆ）は比較器（４１０７）の出力信号である。

いずれも整流器（４１０Ｂ）の出力信号（（ｂｌ　ＩＦ
　）がノッキング判定レベルよりも大きい場合にハイ（
Ｈｉ　ｇ　ｈ　）レベルになり、小さい場合にはロウ（
Ｌｏｗ）レベルになる信号である。（ｇ）　、　（ｈ）
図はそれぞれ単安定マルチバイブレータ（４１０８）、
（４１０９）の出力信号で比較器（４１０６）、（４１
０７）の出力信号（（Ｃ）図、（ｆ）図）の立上９で１
リガされ一定時間Ｔ１だけＨｉｇｈレベルになる信号で
ある。（ａ）図におけるノッキングａ１及び畠１は第１
のノッキング判定レベルで定まる所定の大きさ以上のた
め、（ｇ）Ｉ！のようにノッキングと判定されてノッキ
ングパルスが出力される。

すなわち第１のノッキング判定レベルはノッキングの有
無を判別するためのレベルであり、その判定の結果が億
）図のノッキングパルスとなって出力される。また第２
のノッキング判定レベＡ／＃ｉノッキングの強弱を判別
するためのものであり、第２の判定レペＡ／を超える大
きさのノッキングが発生した場合Ｋｋｉ（ｈ）図のよう
なノッキングパルスが出力される。こうして単安定マル
チバイブレータ←５ｈｏｓ）からはノッキングの有無に
よる出力信号が発生し、←４１０９）から社強いノッキ
ングが発生した場合に出力信号が発生することになり、
ノッキング検出回路（４１）はノッキングの有無及びノ
ッキング強度に応じた信号を出力する。

次に加速検出回路（４２）の構成及び作動を説明する。

第６図は加速検出回路を示す構成図である。

第６図において（２）は加速検出器でス胃ツＬＡ／ｌ１
度センサ、マニホールド圧力センサ、回転数センサ等が
使用できる。加速検出回路（４２）において、（４２１
）は加速検出器の出力を微分する微分回路、（４２２）
は微分回路（＋ｇｘ）の出力値に境を作るためのスレッ
シホールド電圧、（１８）　ｉｔ微分回Ｍ（４２１）の
出力とスレッシュホールド電圧（４１）を比較して微分
回路（４１）の出力の方が大きいときにハイ（Ｈｉｇｈ
）レベル状態になる比較器、（４２４）は比較器（４２
！９）の信号立上りでトリガがかけられ、一定時間だけ
信号をｆ（ｉｇｈ状態に持続させる単安定マルチバイブ
レータである。

第７図を用いてこの加速検出回路の作動管説明する。第
？ｖ！Ｊにおいて（８１）図は加速検出器（匂の出力を
表わしている。この場合はスｐットル開ｇＶＣ応じて出
力が増大するポテンショメータ式のス四ットル開度セン
サを使用しているが、マニホールド圧力、回転数を検出
センサでも同様に使用できる。

（ｂ）　ｖ！ＪＦｉ機関が加速状ＭＫ入った時の加速検
出器（２）の出力変化を示している。同（ｂ）　［にお
いてｌの矢印がアクセルの踏込開始点、２の矢印がアク
セルの踏込終了点を表わしている・加速度はこの加速検
出器（２）の出力の時間的変化率の大きさに応じて大き
くなるため、微分回路（＋ｇｌ）の出力（０）　Ｖｌｉ
が加速度の大きさに応じた出力となる。この微分回ＩＩ
（４２１）の出力はスレッシュホールドレベル（（Ｃ）
図中の一点鎖線で表示しである）と比較され、このレベ
ルを超えるときに機関が加速状ｔＩＡＫ入ったと判定し
比較器（４２８）より（ｄ）図のような信号が発生する
。この信号（ｄ）　ｔｉ単安定マルチバイブレータ（４
２４）Ｋより一定時間Ｔ１だけＨ５ｇｈ状態を保つ。こ
れは、一般に加速時のノッキングが発生するのは加速さ
れた瞬間ではなく加速後約０．１秒程度経過したときに
起きるため、このときまで加速信号を持続するためであ
る。

次に本発明の主眼となる遅角量可変回路（４４）及び遅
角量演算回路（４５）の群細構成及び動作を以下図に従
って説明する。第８ＷＩは遅角量可変回路（４４）及び
遅角量演算回路（４５）の詳細な構成を表わすものであ
る。第８図において（４４１）　Ｆｉ単安定マルチバイ
ブレータ（４２４）と（４１０９）が共にＨｉ　ｇ　ｈ
状態のときにＨｉ　ｇ　ｈ状態となるムＮＤ回路、（４
４２）はムＮＤ＠Ｊ賂（４４１）がＨ１ｇｈ状１の間だ
け閉じる（導通される）トランジスタ等で構成されたス
イッチ、（４４Ｂ）、（４４４）　　は一定電流Ｉ、及
び■１を供給するための定電流源、（４５１）は単安定
マルチバイブレータ（４１０８）がＨｉｇｈ状順の間だ
け（すなわちノッキングパルスが生じている間だけ）導
通するスイッチ、（４ｊｉｇ）は一定電流Ｉａｔ放出す
るための定電流源、（４５８）は充放電用のコンデンサ
、（４５４）はコンデンサの電圧を安定して取り出すた
めのバッファである。

次に第９図に従ってとの遅角量可変回路（４４）及び遅
角量演算回路（４６）の動作を説明する。（＆）図は加
速検出回路（４２）から出力される加速信号である。す
なわち加速が検出された時点から時間ＴムだけＨｉ　ｇ
　ｈ状態を保つ信号である。（ｂ）　ｌｉｄは単安定マ
ルチバイブレータ（４１０９）の出力信号であり、大き
なノッキングが発生した場合にのみ出力される。＜６）
図は単安定マルチバイブレータ（４１０８）から出力さ
れるノッキングパルスであり、ノッキングの有無に応じ
て出力されるパルスである。（ｄ）図社ＡＮＤ回路（４
４１）の出力信号であり、加速信号（（ａ）図）とノッ
キング強度信号（（ｂ）図）の論理積信号となる。すな
わち加速が検出されかつ大きなノッキングが発生したと
きのみＫ　Ｈｉ　ｇ　ｈ状１！！になる信号である。こ
の信号（ｄ）がＨｉ　ｇ　ｈ状ＤＫなるとスィッチ４４
８祉導通状態となり定電流源（４４４）の一定電流■Ｉ
Ｋ対して定電流源（４４８）の一定電流Ｉ、が加わり、
遅角量演算回路（４５）に大きな電流を流し込むようＫ
する。すなわち１１と（Ｉｓ　＋Ｎａ　）　　の２つの
電流値が信号（ψによって切替えることになる。さて一
方単安定マルチバイブレータ（４１０８）から出力され
るノッキングパルス（（Ｃ）図）は遅角量演算回路（４
５）のスイッチ（４５１）を導通状１１にする。スイッ
チ（４５１）が導通状態になると遅角量可変回路（４４
）で決定された電流１１またＦｉ（Ｉｓ　＋Ｎａ　）が
充放電回路（（４５３ｉり及び（４５８））Ｋ供給され
る。このときのコンデンサ（４５８）の電圧が実際の遅
角量に対応する。この電圧が（ｅ）ＷＪである。

ノッキング１回当りの遅角量はＩ、及びＩＲの値を適切
に遷ぶことにより例えば１１に対しては０．５°Ｃ人（
Ｉｔ　−１−Ｉ、　）　　Ｋ対しては２°Ｃムノヨうに
設定することができる。

以上のように加速が検出されかつ大きなノッキングが発
生した場合には大きな遅角量（７’ｔとえば２°Ｃ人）
を設定することにより過、渡応答性を増し、逆に加速が
検出されない場合あるいは加速が検出されても大きなノ
ッキングが発生しない場合Ｋｉｔ小さな遅角量（たとえ
ば０．５　＠ｃム）を設定することにより定常時の安定
性を増すと同時に、環境条件等により加速をしてもほと
んど大きなノッキングが発生しない状況に対して不必要
な遅角をさけて加速性能を最大限に上げることができる
。

上記第１の実施例において社加速検出回路（４ｇ）、遅
角量可変回路（４４）、遅角量演算回路（４５）、点火
時期演算回路（４６）を個々の電気回路で構成していた
が、マイクルコンピュータ（マイコン）を使用すること
によりそれらの働きのすべてもしくは一部をソフトウェ
ア的な技巧に置きかえることができる。また第１の実施
例においてはノッキングの強度判別を２つのノッキング
判定レベルによって行なっていたが、これを一つのノッ
キング判定レベルだけを用いて判別することもできる。

以上のことを第２の実施例として第１０ＷｉＫ示す。

第１Ｏ図において（６）は１気筒慟サイクルエンジン、
（１）はエンジン（６）に固着され、ノッキング発生時
の特有のエンジン振動を検出するノッキング検出器、（
６１）韓スタータてあり、（６１１）Ｆｉスタータスイ
ッチである。（７）はエンジン（６）の回転角を位置を
測定する回転角センナであり、エンジン（６）が回転し
て上死点位置になった時に上死点信号を発生し、また上
死点位置からエンシフ１回転を等分した一部クランク角
度（例えば本実施例においては８０度）回転する毎に回
転角度信号を発生する。

（８）ハ吸気圧七ンサであり、エンジン（６）の吸気マ
ニホールド（６８）から配管（６３１）により圧力が圧
力入力口に伝達され、吸気マニホールド圧力を瀾定する
。（６２）は公知の燃料供給装電である。（５）及び（
９）は点火アクチュエータとしてイグナイタ、点火コイ
ルである。点火時期制御回路（４）は、回転角センサ（
力で発生される回転角度パルスの発生する時間間隔から
エンジン回転数を求め、また、圧力センサ（８）の出力
電圧から吸気マニホールド圧力を計算して、エンジンの
運転状態を測定するとともに、ノッキング検出器（１）
の出力信号からノッキング発生状態を検知して、点火時
期を制御する。

また、エンジン始動時は特定の点火時期に制御するため
、スタータスイッチ（６１１）からスタータ（６１）へ
供給される電圧がスタータ信号として点火時期制御回路
（４）Ｋ入力される。また、点火コイμの通電時間をバ
ッテリ電圧に応じて変えるため、バッテリ電圧がバッテ
リ電圧信号として点火時期制御回路（４）Ｋ取込まれる
。（６５）ｉ１点火時期制御回路（（転）の必要とする
電圧の電力を、車輌が搭載するバッテリ（６９）の電圧
から生成する電源である。

第１０図装置における点火時期制御回路（４）の構成が
第１１図に示される。（４９０）祉点火時期を算出する
中央処理ユニツ）　（Ｃ！ＰＵ　）で８ビツト構成のマ
イク−コンピュータを用いている。

（４９７）１１制御プｐグラム、制御定数を記憶してい
る続出し専用記憶ユニツ）　（ＲＯＭ）、（４９８）は
ＣＰＵ（４９０）が制御プ讐グラムに従って動作中、制
御データの記憶に使用される一時記憶ユニッ）　（ＲＡ
Ｍ）を示す。（４９１）は割込み制御部であり、エンジ
ンの回転角センサ（７）の回転角度信号パルス発生によ
る割込みを行なわせるものである。

タイマ一部（４９ｇ）は８μＳごとに発生するりｐツク
・パルス信号をカウントする１６ビツトのカウンタと回
転角センサ（７）の回転角度信号パルスが発生する毎に
カウンタの値を格納保持するラッチから構成される。従
って、回転角度パルス発生の割込み処理にてＣＰＵ（４
９０）がクランク角カウンタ部（４９８）の値を続出し
て、エンジンの回転角度位置を知るとともＫ、タイマ一
部（４９ｇ）のラッチの値を続出し、この操作を２つの
回転角度位置にて行いラッチの値の差を求めることＫよ
り、２つの回転角度位置の間をエンジンが回転する時間
が測定でき、また、エンジン回転数を計測できる。

クランク角カウンタ部（４９８）は、回転角センサ（７
）の回転角度信号でカウントアツプし上死点信号の発生
の次の回転角度信号が発生した時、このカウンタ値ｒＯ
Ｊにリセットされエンジン回転と同期がとられる０従っ
て、クランク角カウンタの値をＣＰＵが続出する仁とＫ
よりエンジン回転角度位置を８０度クランク角度単位で
知ることができる。（４１）はノッキング検出器（１）
の信号よりノッキング強度に比例した数のノッキングパ
ルスを出力するノッキング検出回路であり、（４７）は
例えば上死点毎にリセットされノッキングパルスを針数
し２進数の並列信号に変換するカウンタである。（４８
）Ｆ１カウンタ（４７）の並列出力を計数値によって場
合分けを行い、より少ない数の接続線に変換する符号変
換器（エンコーダ）である。

ディジタル入出力ポート（会９６）は、論理信号の入出
力に使用されるボートであり、エンコーダ（４８）を通
ったノッキング信号（並列信号）が入力される。またエ
ンジン始動時のスタータスイッチ（６１１）がオンされ
ていることを認識するためＫ、スタータスイッチ（６１
１）からスタータ（６１）へ供給される電圧レベルを入
力する。また割込み制御部（４９１）へ供給するプログ
ラム割込信号を発生するのに使用される〇 アナ四グ入力ボート（４９４）ａアナリグ信号の電圧値
を計測する−のであり、エンジン（６）の吸気マニホー
ルド圧力を測定する吸気圧センサー（印の出力電圧信号
と、点火コイ＃（９）の通電時間のバッテリー電圧補正
を行うため、バッテリー電圧をアナｐグーディジタル変
換する。

通電点火制御部（４９６）は、イグナイタ（６）のコイ
ル電流アタチュエータ回路に通電、点火信号を生成する
ものである。この通電点火制御部（４９６）社、ダウン
カウンタをいくつか持っており、ダウンカウンタのカウ
ント開始すべきクランク角カウンタの値及びダウンカウ
ント値とを（３ＰＵから指示され、ダウンカウンタの値
がｒＯＪ　Ｋなったときに通電の場合はレベル「０」Ｋ
、点火の場合はし／＜　Ａ／　ｒ　Ｉ　Ｊにする。（４
９９）はコモンバステアリ、ＣＰＵはこのバス信号線に
制御及びデータ信号を乗せ１周辺回路の制御及びデータ
の送受を行なう。

次にノッキング検出回路（４１）％、カウンタ（４７）
エンコーダ２４８）の動作を説明する。第１＄１ｌｉｌ
ｉｊｌはノッキング検出回路（４１）の詳細構成を示す
ものである。第１の実施例（第＋ＭＪ）と異なる点は増
幅″ａ（４１０５）、比較器（４１０７）　、単安定−
ｑｌｖｌバチブレータ（４１０８）及び（４１０９）を
削除したことである。すなわち第１の冥施例においては
、２つのノッキング判定レペ〃を用いてノッキングの強
度を判別していたがこの第２の実施例においては１つの
ノッキング判定レベルだけでノッキングの強度を判別し
ようとした点に特徴がある。

比較器（４１０６）までの動作は第１の実施例における
ノッキングの有無の判別の方法（第１の判定レベルとセ
ンサ信号の比較法）と同じ丸め詳細は省略するが、概略
をもう一度述べると、ノッキンと比較器の出力が“Ｈｉ
ｇｈ”レベルとなる０ノッキングセンサ信号は通常高周
波信号（６〜ｇＫＨｚ）なので出力社パルスとなる。こ
のパルス（ノッキングパルス）Ｆｉ、信号が判定レベル
を横切った時間だけ出力されるが、その時間はノウキン
グの強度に比例している（第１％施偶における第６１Ｅ
Ｉ参照。大きなノッキング＆ｓＦｉ小さなノッキングａ
１に比べて比較器から出力されるパルス数が多いことが
（ｅ）図に示されている）。

そこで、このノッキングパルスの数はノッキング強度に
比例しており、この数を計数するととＫよりノッキング
強度をとらえることができるＯその計数をカウンタ（４
７）Ｋよって行ない、２進数の並列信号を出力する。こ
の並列出力はノッキングパルスを例えば２Ｅ１６発以内
でカウントする場合、６ｂｉ＊の情報量が必要である。

つまり８本の接続線が必要となる。そこで、次のエンコ
ーダ（４８）Ｋよってノッキングパルスの数（カウンタ
（４７）の計数値）によって場合分けを行ない、より少
ない接続線にすることができる。例えばＢｂｉｔの信号
を会つに場合分けすれば接続線は２本に縮小することに
なる。この様にノッキング強度によって場合分けされた
ノッキング信号は、ディジタル入力ボート（４９５）へ
入力される。このエンコーダからディジタル入カポ−）
　（４９５）へ入力される信号はたとえば下表のよう罠
なっている。

こうしてエンコーダからの信号（Ｑ、　、Ｑｌ　）　　
状態によって、ＣＰＵはノッキングの４強度を判別する
ことができる。

次に点火時期演算の方法を説明する。第１８１１は点火
時期演算方法の一例を示すフ田−チヤードである。まず
回転角センサと吸気圧センサ信号より求めた回転数Ｎｅ
と吸気圧Ｐｍをもとにメモリに記憶しておいた運転状１
１１に対応した基本点火時期θｍ（回転数と吸気圧から
なる２次元マツプ）を求める。次に吸気圧の変化によっ
て機関が加速状１１に人つ九かどうか音検出する。その
方法捻九とえば次のようにすれば良い。まず、今回計測
された吸気圧力ｔＰとし、１サイクル前で計算された吸
気圧力をＦｍ１−、とすれば今回の吸気圧力Ｉ’ｍ　ｔ
　［−Ｐとはせず！Ｉｃ　Ｐ　ｗｎ　ｉ　＝７°Ｐｍ１
−　十Ｆで計算する。これは吸気マニホールドに社脈動
が存在するために単純にＰｍ１＝Ｐとした場合には、こ
の脈動管受けて吸気圧計測に誤差が生じるからである。

従って８サイクル分の平均値で吸気圧を決定するために
上述のような演算をする。このようにして決められたＰ
ｍ１ｌ使って基本点火時期ＯＢを求めれば点火時期精度
が大幅に向上する。さて加速検出社このＰｍｉ及び１サ
イクル前のＰｍｉ　　ｔ　ｆ使って行なわれる。すなわ
ち機関が加速状態に入ると吸気圧力社大きく変化するか
らＦ　ｍｇ　−Ｂ　とＦｍｉ。

差が大きくなる。従って今回のＰｍｉが先回のＰｍ１−
１　より大きくかつその差が所定の値より大きいときに
加速が生じたと判定できる。こうして加速が検出される
と、加速タイマムＯＣに所定の定数がセットされる。こ
れは加速が検出されてから所定のサイクル数の経過をカ
ウントするためのタイマの働きをする。すなわち加速時
のノッキングは加速直後ではなく、その後０．１秒くら
い経過してから発生することが多いため、その時まで加
速検出回路を保持するためである。もし今回のサイクル
が加速ではないと判定された場合には加速タイマムＣＣ
は１つだけカウントダウンされる。

次Ｋｑ＆気圧ＰｍがＰ、（たとえば−８６０■Ｋｇ）よ
り小さい場合は確実にノッキングが発生しない軽負荷と
判断する。Ｐ、　より大きい場合ＫＩ／ｉノッキング検
出回路からノッキングパルスを受けたかどうかによって
この燃焼サイクルがノッキングサイクルであるかどうか
を判別する。ノッキングサイクルと判断された場合に＃
ｉ進角タイマをリセットする（ム＝０）。そして加速タ
イマムＣＣの値が０か否かを判定し、０ならば定常状態
と判断してノッキングの強度に関係なくノッキング１回
当りの遅角量Δθを比較的小さな値０．５　”　Ｃムに
設定する。逆に加速タイマムＣＣの値がＯでないならば
加速状編が続いていると判定する。加速状態が競いてい
ると判定された場合ＫＦｉエンコーダ（４８）から入力
された信号をもとにノッキングの強度に応じ九遅角量を
設定する。たとえば０．５　＠。

１”、２°Ｃムのように遅角量Δ０をノッキングの強度
に応じて髪化させる。

次に補正点火時期ＯＣを＃ｃ＝＃ｃ＋Δ０によって算出
する。補正点火時期ｍｃｉｄ基本点火時期からの遅角量
である。θＣには上限ｅｃｍ＆ｘｆ定めておきこれ以上
遅角させないリミッタの働きをさせる。そして次回の点
火の丸めの最終的な点火時期Ｏをａ＝ａｍ−１ｏ　　に
よシ算出する。

一方今の燃焼サイクルがノッキングサイクルでない場合
Ｋｔｉ進角タイマをひとつだけカウントｕｐする（ム＝
ム＋１）。ざらに進角タイマが所定の数に達しているか
どうかを屑ぺ所定数に達している場合に＃１ｊＡ（たと
えば０．５°Ｃム）２だ、け′補正点火時期を減じ、従
って進角方向に点火時期を修正する。

さてＰ　ｍ　＜Ｐ　１のときはノッキングが発生しない
軽負荷であるため、進角タイマムｔ−Ｏにリセットする
と共に補正点火時期をＯにする。この場合の点火時期０
はθＢに等しくなり最進角状態となる。これは軽負荷時
にすばやく最進角状態にすることにより遅角による性能
！スをふせぐためである。以上のようにして点火時期が
演算されイグナイタ、コイ／Ｌ’を通じて機関に点火さ
れる。

以上述べたように本発明は、機関の加速状態とノッキン
グの強度の両方から定常と過渡の程度を判別してノッキ
ング１回当りの遅角量を切替えて変化させているので、
機関の個体差、環境条件等に影響されることすく、定常
時の運転性能および過渡時の運転性能の両方を従来装置
に比べて大きく向上させることができるという優れた効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図社点火時期変動と遅角量の関係を示
す特性図、第８ｖｌＩ＃′ｉ本発明の第１の実施例を示
す全体構成図、８４図は第８図中のノッキング検出回路
の詳細構成図、第５図は第４図番部の信号波形図、第６
図は第８図中の加速検出回路の詳細構成図、第７１ｉ！
ｉ！は第６図番部の信号波形図、第８図は第８図中の遅
角量可変回路および遅角量演算回路の詳細構成図、第９
図は第８図番部の信号波形図、第１θ図は本発明の第２
の実施例を示す全体構成図、第１１図は第１０ｖＩｉ中
の点火時期制御回路の詳細構成図、第１ｇ図は１１１０
図中のノッキング検出回路の詳細構成図、第１８図は第
１１図の点火時期制御回路における処理手順を示す７０
−チヤーＦである。 １・・・ノッキング検出器、２・・・加速検出器、４・
・・点火時期制御回路、ｂ・・・イグナイタ、６・・・
エンジン、７・・・回転角センサ、８・・・吸気圧セン
サ、９・・・点火コイル、４１・・・ノッキング検出回
路、４２・・・加速検出回路、４４・・・遅角量可変回
路、４ｂ・・・遅角量演算回路、４９０・・・中央処理
ユニット。 代理人弁理士　　岡　部　　　隆 第５図 第６図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内燃機関のノッキングを検出するノッキング検出器と、
   このノッキング検出器からの出力信号に応じて点火時期
   制御信号を発生する点火時期制御回路と、この点火時期
   制御信号により点火信号を発生する点火装置とを含む内
   燃機関用点火時期制御装置において、機関の加速状態を
   検出する手段と、ノッキングの強度に応じたノッキング
   信号を取出す手段とを備え、これら２つの手段からの出
   力信号状態に応じてノッキング１回当りの遅角量を変化
   させるようにしたことを特徴とする内燃−開用点火時期
   制御装置。