JPS60228772A - 内燃機関の点火時期制御装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、内燃機関の点火時期制御装置に関する。

〔発明の背景〕

エンジンに発生するノッキングはエンジンの出力低下、
或はエンジンの過熱による破壊を招く。

このような弊害を除くものとして、ノッキングを検出し
て点火時期を修正しノッキングの持続を取り除くものが
知られる。

しかし、センサ出力変化やエンジン振動条件変化等によ
りノック検出回路の検出感度を修正する必要があった。

そこでノック検出感度を修正できる点火時期制御装置が
必要となった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、特定気筒を進角させてノッキング検出
感度を判定し、これを変更できる変更手段を備えた内燃
機関の点火時期制御装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、特定気筒進角前の状態で全気筒のノック検出
回路出力（本実施例の場合はパルス数）を取り込み、ノ
ック検出回路出力が一番大きい（本実施例の場合は、一
番パルス数の多い）気筒を特定気筒として、特定のタイ
ミングで進角させて全気筒のノック検出感度を修正する
ものである。

〔発明の実施例〕

本発明の実施例を図面に従い詳説する。

第１図に本発明のポイントとなる概念図を示す。

実施例は基準信号としてパルス数を使用した場合である
。

１０３は、ソフトウェアの部分をハード的に書き直した
もので、カウンタ１０４、前回のカウント値を保持して
おく１０５、今回のカウント値が入る１０６．前回のカ
ウント値と今回のカウント値を比較する比較器１０７、
比較器１０７の出力信号をメモリ修正信号として入力す
る基準信号部１０８、検出回路１０２の信号と基準信号
１０８の信号を比較する比較器１０９で構成され、比較
器１０９でノック発生時に点火時期遅角信号を出力する
。

以下に第１図を用いて詳説する。検出回路１０２の出力
は、カウンタ１０４と比較器１０９に入力され、比較器
１０９のもう一方の入力は基準信号部１０８になってお
り、各気筒ごとの基準信号（第１図の例は４気筒の場合
）と検出回路１０２の出力が比較され、ノック発生時に
点火時期遅角信号が出力される。一方カウンタ１０４は
、特定気筒を進角させてその進角させた気筒の検出回路
１０２の信号をカウントするもので、徐々に進角させた
特定気筒の検出回路１０２の出力（本実施例ではパルス
）をカウントして前回のカウント値と今回のカウント値
を比較して進角させた特定気筒がノックしているかどう
かを判定し、前回のカウント値に比べて今回のカウント
値が急増した場合、進角させた特定の気筒にノックが発
生したと判定し、基準信号部１０８の各気筒の基準信号
（ノック検出パルス数）を修正する。つまり進角させた
特定気筒のカウント値によって基準信号部１０８の基準
信号が書き換えられる。

ここで進角させる特定の気筒は以下の様に決める。全気
筒が進角も遅角もしていない状態で、各気筒のノック検
出回路出力（本実施例ではパルス数）を取込み、一番′
ノック検出回路出力が大きい（本実施例の場合は、一番
パルス数の多い）気筒を進角させる。

第２図に本発明を適用する内燃機関制御装置の点火時期
制御部分を示す。セントラルプロセシングユニット（以
下ＣＰＵと記す。）１２は、内燃機関の点火時期を含め
た各種データのデジタル演算処理を行う。ＲＯＭ１４に
は点火時期制御及びその他の制御プログラムおよび固定
データが記憶されている６ＲＡＭ１６は読み出し、書き
込みが可能な記憶素子である。バックアップＲＡＭ１７
は内燃機関の停止時にも記憶を保持するＲＡＭである。

ＣＰＵＩ２は入出力インターフェース回路２０を介して
各種センサ（本実施例では、ノッキング検出装置３０、
クランク角センサ４０．負荷センサ５ｏ、を用いている
。）からの信号を取り込み、この信号に基づき、ＲＯＭ
１４に記憶されたプログラムに従って点火時期を計算し
、入出力インターフェース回路２０を介して点火信号Ｉ
ＧＮを出力する。点火信号ＩＧＮは増巾器７２を介して
パワートランジスタ７４のベースに加えられ。

パワートランジスタ７４を駆動する。パワートランジス
タ７４の遮断により点火コイル７６の２次コイルに点火
電流が発生する。

第３図に入出力インターフェース回路２０における点火
時期制御に寄与する部分の具体的構成を示す。クランク
角センサ４０からのポジションパルス信号（ｐｏｓと記
す。）は、アンド回路２１６および２２０に加えられる
。又クランク角センサ４０からの基準クランク角信号（
ＲＥＦと記す。）は、第１のカウンタレジスタ２１０の
リセット端子およびＲＳフリップフロップ２１８のセッ
ト端子に加えられる。第１のカウンタレジスタ２１０は
アンド回路２１６およびＲＳフリップフロップ２１８に
よりＲＥＦの立ち上りに基づいて、　ｐｏｓの計数を開
始し、計数値をコンパレータ２０６に出力する。コンパ
レータ２０６は、第１のカウンタレジスタの計数値と、
ＣＰＵ１２で演算されアドバンスレジスタ２０２に格納
された点火時期データθ３、を比較し、両者が一致した
時にＲＳフリップフロップ２１４にセットパルスを出力
すると共に、ＲＳフリップフロップ２１８をリセットす
る。ＲＳフリップフロップ２１４にセットパルスが入力
されるとＱ出力の出力は遮断され、点火系のパワートラ
ンジスタ７４が遮断され、点火コイル７６の２次コイル
に放電電流が出力されるゎ次に点火コイルの通電開始時
期について説明する。第２のカウンタレジスタ２１２は
、コンパレータ２０６によって決定されるＲＳフリップ
フロップ２２２をＯＮする為のセットパルスに基づき、
アンド回路２２０を介してポジションパルスＰＯ５の計
数を開始し、計数値をコンパレータ２０８に出力する。

コンパレータ２０８では、この計数値と、Ｃ：ＰＵ１２
によって演算されドエルレジスタ２０４に格納された値
を比較し、両者が一致した時にリセットパルスをＲＳフ
リップフロップ２１４に出力すると共にＲＳフリップフ
ロップ２２２をリセットする。ＲＳフリップフロップ２
１４では。

リセットパルスに基づきＱ端子に出力を発生させ、パワ
ートランジスタ７４をＯＮさせ、点火コイル７６の１次
コイルへの通電を開始する。

次にノッキング信号ＫＮＣＫＰのＣＰＵ１２への取り込
みについて説明する。

ノッキング検出装置３０の出力パルスＫＮＣＫＰは、カ
ウンタレジスタ２３４シ二人力されており、発生したノ
ッキングの強度に比例した、ＫＮＣＫＰの個数が計数さ
れる。ＣＰＵ１２は、この計数終了の時点で割込みがか
けられカウンタレジスタ２３４の計数値が、ＣＰＵ１２
に、バス１８を介して取り込まれると同時に、カウンタ
レジスタ２３４の計数値はリセットレジスタ２３８によ
り、クリアされて、次のノッキング発生に備える。ＣＰ
Ｕ１２に取り込まれたパルス数ＮＰは、ノッキングの強
度に対応するデータであって、点火時期修正量の計算に
用いられる。

第４図は１以上説明した第２図に示す回路の作動を示す
タイミングチャートである。図において、Ａは基準クラ
ンク自信号、Ｂはポジションパルス信号である。Ｃは第
１のカウンタレジスタ２１０の計数状況を示し、Ｃ１は
、アドバンスレジスタ２０２の設定値である。Ｄは、コ
ンパレータ２０６の出力信号を示し、第１のカウンタレ
ジスタ２１０の計数値が、アドバンスレジスタ２０２の
設定値に到達した際に出力が発生することを示している
。

Ｅは、第２のカウンタレジスタ２１２の計数状況を示し
、Ｅｌは、ドエルレジスタ２０４の設定値である。Ｆは
、コンパレータ２０８の出力で、コンパレータ２０６の
作動と同様である。Ｇは、コンパレータ２０６，２０８
の出力、即ち、Ｄ、　Ｆに応動するＲＳフリップフロッ
プ２１４のＱ出力を示している。■（は、このＱ出力に
応動して流れる点火コイル６６の電流を示し、■は、点
火時期を示している。

次に第５図にはノッキングの発生に応動し。

ツキングの強度に応じた数のパルスＫＮＣＫＰを発生す
る、ノンキング検出装置３０のブロック図が示されてい
る。図において、ノッキングセンサ４０１は、圧電素子
により構成されエンジンのシリンダのノッキング振動を
電気信号に変換する。このノッキングセンサ４０１の出
力信号ｖｘＮは、入力処理回路４０２を経て、バンドパ
スフィルタ４０３に入力される。このバンドパスフィル
タ４０３はエンジンの寄生振動を除き、ノッキング信号
を効率よく取り出すために設けられており、バンド巾は
ノッキング信号の周波数に合致するよう選択される。

バンドパスフィルタ４０３を通過したノッキング信号を
半波整流回路４０４により半波整流した後、２系統に分
け、１系統をノッキングの代表信号として、直流増幅器
４０５で増巾し、１系統をノッキング検出のための判定
レベルとして、平滑回路４０６で平滑後直流増巾回路４
０７で増巾する。比較器４０９は、この系統の信号の比
較によりノッキング検出信号を発生し、ｌ１０４１．０
に出力する。

第６図は、第５図に示したブロック図各部の信号波形を
示している。（１）は、ノッキングセンサ４０１の出力
であり、（２）は、入力処理回路４０２の後、又、（３
）は、バンドパスフィルタ４０３の出力波形であり、こ
れを半波整流しく（４））、増巾した信号（５）と、平
滑（（６））後増巾した信号（７）との比較によりノッ
キング検出信号ＫＮＣＫＰ　（８）が得られる。

第７図は本実施例における点火時期制御装置のジェネラ
ルフローを示している。第７図において割込み要求６０
０が発生すると次のステップ６０２の割込み要求解析処
理によってノックか（ＫＮＯＣＫ）、リファレンス（Ｒ
ＥＦ）かタイマー割込みかが判断される。タイマー割込
（ＴＩＭＥＲ）　である場合には、タスクスケジューラ
６０４の指示に従い、入力信号のＡＤ変換及びエンジン
回転数の入力（６０６）　、４−火峙期及び通電時間の
計算（６０Ｂ）、デジタル入力信号処理（６１０）及び
、補正処理（６１２）の各タスクを実行する。

またステップ６０２で割込要求解析処理の結果ノック発
生による割込要求の場合には、ステップ６１５でノック
信号処理ルーチンが実行される。

このノック信号処理ルーチンが第１０図に示されている
。ステップ９０１においてカウンタレジスタ２３４の内
容ＮＰの取込みが行われ、取込人？だパルス数ＮＰは、
ステップ９０２で設定パルス数Ｎ９と比較される。設定
値以上の場合はステップ９０３へ、設定値以下の場合は
ステップ９０４へ進み９０３，９０４でΔθの値が設定
される。

ステップ９０２のＮｐ　（Ｉ）、Ｎ、（Ｉ）は第１気筒
の取り込みパルスと第■気筒の設定パルスを表わす。ス
テップ９０５では、取り込んだパルスＮｐ　（Ｉ）が進
角させている特定の気筒のパルスかどうかを判定し、特
定の気筒のパルスの場合はステップ９０６へ進む。ステ
ップ９０７では進角させた気筒のパルス数をその気筒の
前回のパルス数と比較する。比較の結果パルス数が急激
に増加していれば進角させた気筒にノックが発生してお
り、比較した前回と今回のパルス数との差（増加したパ
ルス数）をステップ９０８で計算してステップ９０９で
ノックが進角させた特定の気筒に発生したことを報告す
るノックパルスフラグをセットする。

又、ステップ６０２の結果リファレンス信号による割込
要求の場合にはステップ６１６において回転同期処理ル
ーチンの実行が行われる。

ステップ６１６のルーチンでは特定の１気筒進角時の点
火時期のデーターがセットされる６つまり、エンジン回
転数Ｎとエンジン負荷ＴＰとによって決定される点火時
期θ（Ｎ、Ｐ）　θ１，７が加えられたものである。（
第９ステツプ）。

第８図は点火時期制御ルーチンである。ステップ７０１
において、エンジン回転数Ｎおよび負荷Ｔｐに応じて通
常の点火時期θ（Ｎ、ＴＰ）が計算される。ステップ７
０２でノック制御中であるかどうかを判断する。ノック
制御中であればステップ７０３でノック補正（θ　←θ
（’Ｎ、ＴＰ）十〇ＫＮ’　を行なう。θＫＮはステッ
プ９０３で決定されたものである。ノック制御中でなけ
ればステップ７０４でノック検出感度をチェックするモ
ードであるかどうかを判断する。チェックモードであれ
ばステップ７０６で特定の気筒の点火時期を徐々に進角
させてノックを起こさせる。ノックが発生するとノック
の検出パルス数が急増する。このノック発生時のパルス
数によって他の気筒のノック検出パルスの補正を行う。

一方ステップ７０４でチェックモードでなければ、特定
気筒の進角制御を解除し、各気筒のノック検出パルス数
の補正は行わない。

第９図を用いてステップ７０４，７０５，７０６に相当
する説明を行なう、ノック制御中でない場合にはステッ
プ８０】でエンジンの運転状態が急変したかどうかを判
断する。変化した場合はステップ８１１でチェックモー
ドを解除して、ステップ８１２で特定気筒のノック発生
用進角補正を解除して、ステップ８１３でノック検出感
度を決める各気筒のノック検出パルス数は修正しないで
前回のものを使用する。急変しなかった場合はステップ
８０２へ進む。尚、ステップ８０１の運転状態の変化は
第２図の負荷センサ５０と負荷スイッチ８０からの信号
で検知する。

ステップ８０２では、特定気筒を進角させるチェックモ
ードであるかどうかを判定する。チェックモードでなけ
ればステップ８０９へ進み進角させた気筒の点火時期が
通常の点火時期θ９＝θ（Ｎ、ＴＰ）であるかどうかを
判別する。θｇ＋θ（Ｎ、ＴＰ　）である場合は進角さ
せた特定気筒が進角しており、ステップ８１２でノック
発生進角補正を解除する。ステップ８０９で０５＝θ（
Ｎ、’ｒｐ　）である場合は、特定気筒が進角していな
い状態（全気筒が同じ点火時期）にあり、ノック検出感
度修正のためにチェックモードＯＮにする。ステップ８
０２でチェックモードであればステップ８０３に進む。

ステップ８０３では現在のエンジン回転数Ｎと負荷ＴＰ
により特定の気筒を進角させるかどうか判定する。ステ
ップ８０３の進角判定回転数Ｎｗと進角判定負荷ＴＰＷ
は本実施例では特定値となっているが、マツプにより検
索するようにもできる。

ステップ８０３でエンジン回転数Ｎも負荷ＴＰもＮＷ、
ＴＷを満足できなければ、ノック検出感度修正の制御に
移れないためステップ８１３へ進む。

ステップ８０３は倒えばアイドル状態でのノック検出感
度修正を行なわないようにしたものである。

ステップ８０３でエンジン回転数Ｎ＞Ｎｗ、負荷Ｔ　Ｐ
　＞　Ｔ　Ｐ　Ｗを満足すればステップ８０４へ進みノ
ックパルスの読み込みを行なう。ステップ８０４のノッ
クパルスの読み込みはステップ８０８の進角前の金気筒
のパルス数を記憶しておく。ステップ８２０では進角さ
せる気筒を決める。ステップ８’０５では、検出したノ
ックパルス数が素、増したかどうかの判定（＝ノックが
発生したがどうかの判定）を行なう。このフラグのセッ
トはステップ９０９、フラグのクリアは９１０で行なわ
れる。

ノックパルスフラグＮ１の場合はノック発生していない
ため特定気筒の点火時期を徐々に進角する。

θ５＝θ　（Ｎ、ＴＰ　）＋０．６７とする。θ、、７
は本実施例では特定値となっているが、エンジンの回転
数Ｎ、エンジン負荷ＴＰによるマツプの値を検索してく
ることも可能である。つまりθ、ｄ７＝θ、□　（Ｎ、
ＴＰ）ともできる。

ステップ８０５でノックパルスフラグ＝１の場合（つま
りノック発生時）は、各気筒のノックパルス数（ステッ
プ８０４で読み込んだノックパルス数）にステップ９０
８のパルス数を補正し、補正したノックパルス数をノッ
ク検出パルス数としてセットする。ステップ８０６でノ
ックパルス修正が行なわれたことになる。８０７ではノ
ックパルスの修正が行なわれた事によりチェックモード
ＯＦＦにする。

第１Ｉ図を用いてノック検出の過程を説明する。

第１１図（１）は気筒を示し、（２）の数字は気筒数を
示す。すなわち１は第１気筒、３は第３気筒を示す。本
実施例では特定の気筒を進角させるが、第１１図におい
ては４気筒エンジンで特に第１気筒だけを進角させた場
合を示す。第１１図ＢＣＤＥは第１気筒進角前の状態を
表わす。即ち第１］図（４）の数字は進角前のノック発
生していない状態のノックパルス数を表わすもので第１
気筒で４発、第３気筒で５発、第４気筒で３発。

第２気筒で２発検出されている。この各気筒のパルス数
はステップ８０４で読み込まれる。この状態ではノック
発生していない状態である。ステップ８０８に従って第
１気筒を進角して行くと、第１気筒でノックが発生して
第１１図（４）のＧの様にノック検出パルス数が急増す
る。Ｇでは９発になる。ここで、各気筒に補正するパル
ス数ΔＮ、＝９−４＝５となる。ノック発生によりステ
ップ８０６で各気筒のノック検出パルス数設定値Ｎ５　
（Ｉ）とすると、第１気筒Ｎ、（１）’＝５＋ΔＮ、、
＝９となる。以下第３気筒Ｎ、、（３）＝５＋ΔＮｇ＝
１０、第４気筒Ｎ、（４）＝３＋ΔＮ５＝８、第２気筒
Ｎ、（２）＝２＋ΔＮ＝、＝７となる。ステップ８０６
ではＮｇ　（１）〜Ｎ９（４）を修正したノック検出パ
ルス数としてセットする。第１１図（５）は（３）Ａの
詳細図である。

第１２図は第１１図の４つの気筒のうち進角させている
第１気筒だけを抜き出したものである。

第１気筒だけを徐々に■〜■ノまで進角させて行く。

（２）はノック信号とＢＧＬの関係を示し、（３）はノ
ック検出パルス数を示している。第１気筒を徐々に進角
させても■〜■まではノック検出パルス数は４で変化と
ない。つまりノックはまだ第１気筒に発生していない。

［Ｆ］でノックパルス数が急増する。つまり、ノックが
第１気筒に発生した。

ここで、［Ｆ］・のノック検出パルス数９と進角前の■
のパルス数４の差５がこの場合の各気筒へのノック検出
パルス数の補正となり、各気筒のノック検出パルス数を
書き換える。

以上によれば、特定気筒を進角させてその時の進角させ
た気筒のノック検出回路出力のパルス数によって、各気
筒のノック検出基準パルス数の修正が行なわれ、ノック
検出感度が修正される。

〔発明の効果〕

本発明によればノック判定回路のノック検出感度を自動
的に調整でき最適な点火時期制御を行なえる点火装置が
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の概念図、第２図は本発明を適用する内
燃機間の点火時期制御部分を示すブロック図、第３図は
第２図の実施例の入出力インターフェース回路の点火時
期制御に関する部分図、第４図は第３図の回路の動作を
表わすタイミングチャート図、第５図はノッキング検出
装置のブロック図、第６図は第５図のブロック図各部の
信号図、第７図は点火時期制御装置のジェネラルフロー
図、第８図は点火時期制御ルーチン説明図、第９図はノ
ック発生補正進角の実施ルーチン説明図、第」０図はノ
ック割込ルーチン説明図、第１１図。 第１２図はノック検出パルス数修正の説明図である。 １０４・・・カウンタ、１０７・・・比較器、２１６・
・・アンド回路、２３４・・・カウンタレジスタ、４０
１・・・乃　３１ｉＪ そ　６　ｍ （７） 弔　／ρ　ｍ ＫＴＩ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ノックセンサとノックセンサの信号に応じてノック
   を検出するノック検出回路と基準信号を有する判定回路
   と特定のタイミングで特定気筒を除徐に進角させてノッ
   ク判定回路の基準信号を修正し、ノック判定回路の出力
   信号に応じて点火時期を遅角制御する内燃機関の点火時
   期制御装置において、進角させる気筒をノック検出回路
   の出力信号によって設定することを特徴とする内燃機関
   の点火時期制御装置。