JPS6043175A - 機関点火時期制御装置 - Google Patents
機関点火時期制御装置Info
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- JPS6043175A JPS6043175A JP58151286A JP15128683A JPS6043175A JP S6043175 A JPS6043175 A JP S6043175A JP 58151286 A JP58151286 A JP 58151286A JP 15128683 A JP15128683 A JP 15128683A JP S6043175 A JPS6043175 A JP S6043175A
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- ignition timing
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
- F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
- F02P5/145—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
- F02P5/15—Digital data processing
- F02P5/152—Digital data processing dependent on pinking
- F02P5/1522—Digital data processing dependent on pinking with particular means concerning an individual cylinder
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
- F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
- F02P5/145—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
- F02P5/15—Digital data processing
- F02P5/152—Digital data processing dependent on pinking
- F02P5/1521—Digital data processing dependent on pinking with particular means during a transient phase, e.g. starting, acceleration, deceleration, gear change
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は1機関の点火時期を制御点火時期制御装置に
関する。
関する。
一般に1機関は、出方及び燃費特性上から見ると、軽度
のノッキングが発生している状態(ノック限界)の点火
時期での運転が最も効率が良いことが知らnている。
のノッキングが発生している状態(ノック限界)の点火
時期での運転が最も効率が良いことが知らnている。
この釉の従来装置には、予め設足さn’i基準点火時期
特性に基づいて発生さ扛る点火イ、−1号をノッキング
の発生毎に一足角度、あるいはノッキング強度に応じた
所足角度だけ遅角移相させ、ノッキングの発生が無い場
合にはこの遅角移相倹を所足の時定数で減少させること
に工す2点火時期乞ノック限界の点火時期にフィードバ
ック制御するものがあった。
特性に基づいて発生さ扛る点火イ、−1号をノッキング
の発生毎に一足角度、あるいはノッキング強度に応じた
所足角度だけ遅角移相させ、ノッキングの発生が無い場
合にはこの遅角移相倹を所足の時定数で減少させること
に工す2点火時期乞ノック限界の点火時期にフィードバ
ック制御するものがあった。
ノッキングを抑制すべく物足の遅角移相制御量で全ての
支筒を同様に遅角制御するため、ある気筒でノッキング
が発生すると1発生し7′21:気筒はもち論、他の気
筒もその制御量KLり一様に遅角缶制御さ扛てし1う。
支筒を同様に遅角制御するため、ある気筒でノッキング
が発生すると1発生し7′21:気筒はもち論、他の気
筒もその制御量KLり一様に遅角缶制御さ扛てし1う。
一般に1機関の俗気筒は、構造上の若干の差異。
構成部品のバラツキ、混合気の分配の気筒間差等にニジ
、ノック発生状況が異なシ、 11211ち気筒毎にノ
ック限界の点火時期が異なっている。
、ノック発生状況が異なシ、 11211ち気筒毎にノ
ック限界の点火時期が異なっている。
従って、このような制御2行なう従来装置を月」いnば
、最もノッキングの発生し易い気筒のノック限界に点火
時期が設定さnてし1つ。こnは。
、最もノッキングの発生し易い気筒のノック限界に点火
時期が設定さnてし1つ。こnは。
必ずしも機関にとって最適な7Q火時期制御とならず、
全ての気筒がノック限界の点火時期で、Q火さnるとい
うことになっていない。
全ての気筒がノック限界の点火時期で、Q火さnるとい
うことになっていない。
そこで、俗気筒について点火時期の遅角移相n1制御量
のフィートノ(ツク制御なする気筒%lj点火時ルj制
御装置の提案がいくつかたさ1している。
のフィートノ(ツク制御なする気筒%lj点火時ルj制
御装置の提案がいくつかたさ1している。
ところでこの種のフィートノくツク制御においては、気
筒別の場合の制御も含めて、ノッキング抑制のための制
御は基準点火時期からの遅角量を制御するものである。
筒別の場合の制御も含めて、ノッキング抑制のための制
御は基準点火時期からの遅角量を制御するものである。
このため、基準点火時期は予めノック限界ニジも進角し
たところに設足しておかねばならない。従って、制御の
開始点における点火時期は必ずノック限界な越えたとこ
ろにあることになるので、制御開始時には大きなノッキ
ングが発生する。基準点火時期はノック限界よりわずか
に進んだ点火時期に設足することが望ましい。
たところに設足しておかねばならない。従って、制御の
開始点における点火時期は必ずノック限界な越えたとこ
ろにあることになるので、制御開始時には大きなノッキ
ングが発生する。基準点火時期はノック限界よりわずか
に進んだ点火時期に設足することが望ましい。
しかし、先に述べに気筒間のノック限界のバラツキをも
考慮に入nると、そのように設定することは実際上は不
可能で゛ある。ある運転状態ではノック限界の点火時期
に対して遅扛側設定の基準点火時期となることは避けら
扛ない。この遅n側に設足した機関の運転状態では1機
関はノック限界の最適の点火時期、Cシ遅fL′fc時
期の点火となり、全ての運転状態に亘って全ての気筒を
最適な点火時期に制御することができない。
考慮に入nると、そのように設定することは実際上は不
可能で゛ある。ある運転状態ではノック限界の点火時期
に対して遅扛側設定の基準点火時期となることは避けら
扛ない。この遅n側に設足した機関の運転状態では1機
関はノック限界の最適の点火時期、Cシ遅fL′fc時
期の点火となり、全ての運転状態に亘って全ての気筒を
最適な点火時期に制御することができない。
”iyc、従来装置では機関の運転状態が変化しても点
火時期は運転状態変化前のものがその11適用さnるk
め、変化後の運転状態での制御目標値に制御量が収する
1でに大きなタイムラグが出る。
火時期は運転状態変化前のものがその11適用さnるk
め、変化後の運転状態での制御目標値に制御量が収する
1でに大きなタイムラグが出る。
即ち、運転状態の変化に対しての応答性が悪かつk。さ
らに制御製筒としてはノック抑制を必要とする運転領域
全てをフィートノくツク制御量の大きさの変化によって
制御するため、広いダイナミックレンジが要求さn全て
の運転領域に亘って正確に点火時期の制御をするという
ことが1難であっO ところで、ノッキングは1機関の動作特性のうち点火時
期空燃比、吸気温度、吸気湿度、及びその他の多くの要
素によってその発生が左右される。
らに制御製筒としてはノック抑制を必要とする運転領域
全てをフィートノくツク制御量の大きさの変化によって
制御するため、広いダイナミックレンジが要求さn全て
の運転領域に亘って正確に点火時期の制御をするという
ことが1難であっO ところで、ノッキングは1機関の動作特性のうち点火時
期空燃比、吸気温度、吸気湿度、及びその他の多くの要
素によってその発生が左右される。
しかし、吸気温度、吸気湿度など自然条件の変化に依存
するものはその変化の周期が1日あるいは季節を単位と
するような時間的には非常に長いものである。従ってこ
扛らの変化によるノッキング・の発生状況の変化もまた
長周期となる。換言すnば、同一運転状態で短期間に発
生するノッキングはほぼ同程度であり1発生頻度1強さ
に大差はない。つ1り同一運転状態で発生しにノッキン
グな抑制するのに要する補正制御値は短期間ではほぼ同
であるので、物足の運転パラメータによって規だされた
機関の同−運転状態では以前に記憶した補正制御値を今
回の補正制御値として制御し、制御中のわずかなノッキ
ングの発生に対しては、その点火時期補正範囲も狭いも
のでよいkめ1発生毎のノッキング信号にニジ逐次補正
制御を行えば。
するものはその変化の周期が1日あるいは季節を単位と
するような時間的には非常に長いものである。従ってこ
扛らの変化によるノッキング・の発生状況の変化もまた
長周期となる。換言すnば、同一運転状態で短期間に発
生するノッキングはほぼ同程度であり1発生頻度1強さ
に大差はない。つ1り同一運転状態で発生しにノッキン
グな抑制するのに要する補正制御値は短期間ではほぼ同
であるので、物足の運転パラメータによって規だされた
機関の同−運転状態では以前に記憶した補正制御値を今
回の補正制御値として制御し、制御中のわずかなノッキ
ングの発生に対しては、その点火時期補正範囲も狭いも
のでよいkめ1発生毎のノッキング信号にニジ逐次補正
制御を行えば。
極めて高精度で応答性よ〈ノッキングな抑制し点火時期
をノック限界に制御できる。先に述べた長周期での変化
要因に対しては上記補正制御値をゆつ〈υと亥更するこ
とにょシ補正が可能である。
をノック限界に制御できる。先に述べた長周期での変化
要因に対しては上記補正制御値をゆつ〈υと亥更するこ
とにょシ補正が可能である。
この発明は1機関の名運転状態における俗気筒の補正制
御値な記憶し、この補正制御値と俗気周毎・に発生しに
ノッキング信号よシ淫巳、酪して得られる逐次補正値を
合成し大補正値で機関の名運転状態における基準制御値
な俗気周毎に補正し先に述べπ長埼期での亥化侠因に対
しては上記俗気筒の補正制御値乞所足の周期で俗気筒の
逐次補正値に基づいて更新することにニジ、わずかな逐
次補正値で相反よくノッキングを抑制し、1だ運転状態
渡化時のノッキング抑制制御の応答な向上させ。
御値な記憶し、この補正制御値と俗気周毎・に発生しに
ノッキング信号よシ淫巳、酪して得られる逐次補正値を
合成し大補正値で機関の名運転状態における基準制御値
な俗気周毎に補正し先に述べπ長埼期での亥化侠因に対
しては上記俗気筒の補正制御値乞所足の周期で俗気筒の
逐次補正値に基づいて更新することにニジ、わずかな逐
次補正値で相反よくノッキングを抑制し、1だ運転状態
渡化時のノッキング抑制制御の応答な向上させ。
俗気筒の点火時期を全ての運転状態に亘って個々のノッ
ク限界に制御する装置を提供することを目的とする。
ク限界に制御する装置を提供することを目的とする。
以下図を参照してこの発明の一実施例について説明する
。第1図は本発明の概要構成を示すブロック図である。
。第1図は本発明の概要構成を示すブロック図である。
回転数検出手段1は図示なしの機関の回転数を検出し、
負荷検出手段2は機関の負荷状態を検出する。基準制御
値発生手段3は、メモリな有し1手段1及び2による機
関回転数と負荷状態Vこより2仄元日に区画されに番地
に予め記憶さ扛ている基準点火時期特性を与えるための
基準制御値のうち対応する番地の基準制御値な読み出す
。記憶手段6は1機関の俗気筒に対応して。
負荷検出手段2は機関の負荷状態を検出する。基準制御
値発生手段3は、メモリな有し1手段1及び2による機
関回転数と負荷状態Vこより2仄元日に区画されに番地
に予め記憶さ扛ている基準点火時期特性を与えるための
基準制御値のうち対応する番地の基準制御値な読み出す
。記憶手段6は1機関の俗気筒に対応して。
回転数と負荷状態により2仄元而に区画さ肛た番地に補
正した制御値な記憶する領域を有し、気筒識別手段4か
らの今回点火する気筒情報1回転数検出手段2からの現
任の回転数情報及び負荷検出手段2からの負荷状態情報
にニジ指定さnる番地から補正制御値(記憶補正値)な
読み出して補正値演算手段7に送出する。補正値演算手
段7は。
正した制御値な記憶する領域を有し、気筒識別手段4か
らの今回点火する気筒情報1回転数検出手段2からの現
任の回転数情報及び負荷検出手段2からの負荷状態情報
にニジ指定さnる番地から補正制御値(記憶補正値)な
読み出して補正値演算手段7に送出する。補正値演算手
段7は。
気筒識別手段4の気筒情報及びノック検出手段5にニジ
検出されるノッキング信号から各気筒のノッキング抑制
逐次補正値を演算し、その結果値で記憶している補正値
を補正することにより1点火時期補正値?作成して制御
値演算手段8に出力する。−1k、補正値演算手段7は
、所定の機関運転期間中にノッキングの発生がある場合
、当該気筒の補正値を遅角側、の値に更新して記憶し、
ノッキングの発生が魚い場合は進角側の値に更新して記
憶する。制御値演算手段8は、前回読み出さf′Lfc
基準制御値を今回点火する気筒に対して補正値演算手段
7で作成された点火時期補正値によシ補正し1点火時期
を決定し1点火手段9に決定された点火時期で点火させ
る。
検出されるノッキング信号から各気筒のノッキング抑制
逐次補正値を演算し、その結果値で記憶している補正値
を補正することにより1点火時期補正値?作成して制御
値演算手段8に出力する。−1k、補正値演算手段7は
、所定の機関運転期間中にノッキングの発生がある場合
、当該気筒の補正値を遅角側、の値に更新して記憶し、
ノッキングの発生が魚い場合は進角側の値に更新して記
憶する。制御値演算手段8は、前回読み出さf′Lfc
基準制御値を今回点火する気筒に対して補正値演算手段
7で作成された点火時期補正値によシ補正し1点火時期
を決定し1点火手段9に決定された点火時期で点火させ
る。
第2図は4ストロ一ク4気筒機関に適用したこの発明の
実施例な示すブロック図である。図において、10は機
関の力・ムシャフトの回転に連動してクランクの回転角
度360°毎に信号レベルを反転させた信号10a&発
生する角度検出器、11は角度検出器10の信号10a
に対して位相差180を持った信号11aY発生する角
度検出器。
実施例な示すブロック図である。図において、10は機
関の力・ムシャフトの回転に連動してクランクの回転角
度360°毎に信号レベルを反転させた信号10a&発
生する角度検出器、11は角度検出器10の信号10a
に対して位相差180を持った信号11aY発生する角
度検出器。
12は機関の吸気管圧な検出しその圧力に対応した信号
12ak発生する圧力センサ、13は圧力センサ12工
り出力さ扛た信号12aをディジタル的な信号13aK
変換するアナログ・ディジタル(A/D)変換器、14
は機関に取り付けらn機関の振動加速度を検出し、信号
14aを出力する/I″l速度センサ、15は加速度セ
ンサ14の信号14aから機関のノッキングが発生した
期間を弁別し、信号15aを出力する弁別検出器、16
は弁別器15の46号15aをディジタル化して信号1
6aにするA/Dg換器である。20はマイクロコンピ
ュータでアシ、主にマイクロプロセッサ(CPU)21
と、メモリ(ROM及びRAM ) 22と、インター
フェース(l10)23とから構成さnている。18は
マイクロコンピュータ20で演算さ扛に点火時期制御量
の信号23a&時期信号18aK変換するタイミング亥
換回路、17はタイミング亥換回路1B、Cシ発生さ扛
た時期、信号18aで機関に点火する点火回路である。
12ak発生する圧力センサ、13は圧力センサ12工
り出力さ扛た信号12aをディジタル的な信号13aK
変換するアナログ・ディジタル(A/D)変換器、14
は機関に取り付けらn機関の振動加速度を検出し、信号
14aを出力する/I″l速度センサ、15は加速度セ
ンサ14の信号14aから機関のノッキングが発生した
期間を弁別し、信号15aを出力する弁別検出器、16
は弁別器15の46号15aをディジタル化して信号1
6aにするA/Dg換器である。20はマイクロコンピ
ュータでアシ、主にマイクロプロセッサ(CPU)21
と、メモリ(ROM及びRAM ) 22と、インター
フェース(l10)23とから構成さnている。18は
マイクロコンピュータ20で演算さ扛に点火時期制御量
の信号23a&時期信号18aK変換するタイミング亥
換回路、17はタイミング亥換回路1B、Cシ発生さ扛
た時期、信号18aで機関に点火する点火回路である。
矢にこのように構成された本実施例の動作について説明
する。第3図は本実施例に示す角度検出器10.11の
出力波形図であシ、第1の角度検出器11の信号11a
は機関の回転に従い、第1気筒のBTDC90°で°L
”レベルになシ、第4気筒のBTDC90°でIH°レ
ベルになる。−F7C角度検出器12の信号12aは角
度検出器11の信号11aに対しクランク角度で18〃
遅相した信号となる。これら2つの信号11 a a
12 aはマイクロコンピュータ20のインターフェー
ス23に入力さnる。圧力センサ12は機関の吸気管圧
を検出し、その圧力に対応し72:電圧レベルの信号1
2aを発生する。ここで機関の吸気管圧は機関の負荷状
態に敏感に反応して変化するため、この吸気管圧を検出
して得られる信号12aのレベルから機関の負荷状態を
知ることができる。さて圧力センサ12から発生さn′
fc信号12aは第1のA/Dl換器13に、C,9デ
イジタル化され、信号13aとなってインターフェース
23に入力さnる。
する。第3図は本実施例に示す角度検出器10.11の
出力波形図であシ、第1の角度検出器11の信号11a
は機関の回転に従い、第1気筒のBTDC90°で°L
”レベルになシ、第4気筒のBTDC90°でIH°レ
ベルになる。−F7C角度検出器12の信号12aは角
度検出器11の信号11aに対しクランク角度で18〃
遅相した信号となる。これら2つの信号11 a a
12 aはマイクロコンピュータ20のインターフェー
ス23に入力さnる。圧力センサ12は機関の吸気管圧
を検出し、その圧力に対応し72:電圧レベルの信号1
2aを発生する。ここで機関の吸気管圧は機関の負荷状
態に敏感に反応して変化するため、この吸気管圧を検出
して得られる信号12aのレベルから機関の負荷状態を
知ることができる。さて圧力センサ12から発生さn′
fc信号12aは第1のA/Dl換器13に、C,9デ
イジタル化され、信号13aとなってインターフェース
23に入力さnる。
一刀加速度センサ14は機関に取シ付けられており常時
機関の振動ケ検出している。この検出出力である信号1
4aには機関の作動にニジ生じた機誠振動によるノイズ
信号と1機関のノッキングにニジ発生した振動によるノ
ッキング成分が重畳している。弁別器15は信号14a
からノッキング成分を弁別して検波し、Vに積分し、ノ
ッキング強度に応じたレベルをもつ信号15aを出力す
る。この信号1jaはA/D変換器16でディジクル化
さnて信号16aとなり、インターフェース23をづr
L、てcPU21に読み込1fLる。また。
機関の振動ケ検出している。この検出出力である信号1
4aには機関の作動にニジ生じた機誠振動によるノイズ
信号と1機関のノッキングにニジ発生した振動によるノ
ッキング成分が重畳している。弁別器15は信号14a
からノッキング成分を弁別して検波し、Vに積分し、ノ
ッキング強度に応じたレベルをもつ信号15aを出力す
る。この信号1jaはA/D変換器16でディジクル化
さnて信号16aとなり、インターフェース23をづr
L、てcPU21に読み込1fLる。また。
弁別器15はマイクロプロセッサ21の指令でインター
フェース23からの信号23bにより積分値がリセット
され仄のノッキング検出のために初期化がされる。
フェース23からの信号23bにより積分値がリセット
され仄のノッキング検出のために初期化がされる。
マイクロコンピュータ20のメモリ21j:ROMとR
AM’a’!し、ROMKは機関の回転数及び負荷状態
に対応して予め冗められに番地に機関の各運転状態にお
ける基準点火時期特性を与える基準制御値を記憶する領
域(以下進角マツプと呼ぶ)が設けらf’L、RAMに
は1機関の各気筒1機関回転数及び負荷状態に対応して
足められた名番地にこの各番地に対応する運転状態に於
ける俗気筒の記憶補正値を記憶する領域(以下学習マツ
プと呼ぶ)が設けら扛ている。
AM’a’!し、ROMKは機関の回転数及び負荷状態
に対応して予め冗められに番地に機関の各運転状態にお
ける基準点火時期特性を与える基準制御値を記憶する領
域(以下進角マツプと呼ぶ)が設けらf’L、RAMに
は1機関の各気筒1機関回転数及び負荷状態に対応して
足められた名番地にこの各番地に対応する運転状態に於
ける俗気筒の記憶補正値を記憶する領域(以下学習マツ
プと呼ぶ)が設けら扛ている。
CPU21は角度検出器10,11.圧力センサ12及
び加速度センサ14の名センサ情報から俗気筒の最適な
点火時期を決足し、決冗さ扛た点火時期でタイミング変
換器18から信号18aを出力させ1点火回路17にニ
ジ機関を点火させる。
び加速度センサ14の名センサ情報から俗気筒の最適な
点火時期を決足し、決冗さ扛た点火時期でタイミング変
換器18から信号18aを出力させ1点火回路17にニ
ジ機関を点火させる。
CPTJ21にニジ実行さnる処理のフローチャートを
第4図に示す。図中のP□〜p33はフローチャートの
谷処坤実行ステップを示″t。
第4図に示す。図中のP□〜p33はフローチャートの
谷処坤実行ステップを示″t。
なお1本フローチャートでは点火が第1.第3゜第2.
第4気筒の順になさ扛る4気筒機関の場合を示す。
第4気筒の順になさ扛る4気筒機関の場合を示す。
CPU21による制御演算は、1点火周期に1回、角度
検出器10.11の出力信号の状態が反転する時期に同
期して行なわ扛る。
検出器10.11の出力信号の状態が反転する時期に同
期して行なわ扛る。
1ず、Plでタイミング変換回路18の力ぢ7ンタをO
にリセットし、カウント動作を開始させる。
にリセットし、カウント動作を開始させる。
P2で前回の処理の開始時期から現在1での時間間隔、
即ちクランク角度で180の回転に相当する周期を計測
する。P、ではこの計測した周期な回転数に換算する。
即ちクランク角度で180の回転に相当する周期を計測
する。P、ではこの計測した周期な回転数に換算する。
P、で圧力信号な入力し、P。
でこの信号より機関の負荷状態を計算でめる。
P ではP 、P、において計算した回転数お工3
び負荷状態に対応する進角マツプの番地を指冗し対応す
る基準制御値データを読み出し、Aレジスタに記憶させ
る。
る基準制御値データを読み出し、Aレジスタに記憶させ
る。
P7では角度検出器10の信号10aの状態を確かめる
。状態が”L”であ扛ば、第3図に示すように直前に点
火しに気筒は、第1気筒あるいは第2気筒である。続い
てP8で第2の角度検出器11の信号11aの状態を確
か控、出力状態がl L lであ扛ば直前の点火気筒は
第1気筒であると識別さ扛、P、で点火気筒の識別情報
を記憶するべく。
。状態が”L”であ扛ば、第3図に示すように直前に点
火しに気筒は、第1気筒あるいは第2気筒である。続い
てP8で第2の角度検出器11の信号11aの状態を確
か控、出力状態がl L lであ扛ば直前の点火気筒は
第1気筒であると識別さ扛、P、で点火気筒の識別情報
を記憶するべく。
メモリ22に設けらfLkレジスタnに、第1気筒の点
火順を示す数1を記憶させる。P8で信号11aの状態
がIH1であnばP□。で第2気筒の点火順を示ゴ数4
をレジスタnに記憶させる。−刀。
火順を示す数1を記憶させる。P8で信号11aの状態
がIH1であnばP□。で第2気筒の点火順を示ゴ数4
をレジスタnに記憶させる。−刀。
P7で第1の角度検出器1oの信号10aがIH1であ
ると判足さflだ場合は直前の点火気筒は第3気筒ある
いは4気筒である。以下、P□1ではP8と同様に角度
検出器11の信号11aの状態を確かめ、′L1の場合
はP でレジスタnI/C第3気筒 2 の点火順を示す数2?:記憶させ、用”の場合はPl3
でレジスタnに第4気筒の点火J@を示す数3を記憶さ
せる。
ると判足さflだ場合は直前の点火気筒は第3気筒ある
いは4気筒である。以下、P□1ではP8と同様に角度
検出器11の信号11aの状態を確かめ、′L1の場合
はP でレジスタnI/C第3気筒 2 の点火順を示す数2?:記憶させ、用”の場合はPl3
でレジスタnに第4気筒の点火J@を示す数3を記憶さ
せる。
pHlにおいてはノッキングの信号16a(Δk)を読
み込み、Pl、で弁別器15の積分値をリセットする信
号23bY発生して欠口のノッキング発生な検出するた
めの準備をする。P16では、俗気筒に対応してメモリ
22に設けらfL、り逐次補正値記憶レジスタ群のうち
、P7〜P□、で識別された気8VC対応するレジスf
i C(n)の値をP□、で入力した信号16a(Δ1
(〕で補正して再びC(n)に記憶する。P□7では後
述の機関定常状態カウンタのカウント開始時点の回転数
とPうでめた回転数とを比較しその差が50 rpm以
上の場合Fi機関回転数が変化し次としてP26の処理
へ進み、 50 rpm未満では機関が定速回転数で運
転さnていると見なす。続いて、P18で同様にカウン
ト開始時点からの負荷状態の変動を確かめる。負荷状態
の変化が5%以上の場合機関の運転状態Fi変化したと
してP26の処理に進む。負荷状態変化が5チ未満のと
きは一足負荷状態で運転さnていると見なす。PI3に
おいては1機関回転数、負荷状態な計数するレジスタ群
のうち対応する気筒のレジスタD(n)の値に1を加算
する。P2□ではこのレジスタD (n)の計数値が1
00であるか否か、即ち当該気筒が100連続点火回に
亘って上記−足運転状態で運転されているか否か確かめ
る。100に達していない場合は何の処理もせずP2f
1の処理へ進む。D (n)、= 100の場合にはP
21において先にP□6で作成した当該気筒の逐次補正
−m C(n)がOであるか否か確かめる。
み込み、Pl、で弁別器15の積分値をリセットする信
号23bY発生して欠口のノッキング発生な検出するた
めの準備をする。P16では、俗気筒に対応してメモリ
22に設けらfL、り逐次補正値記憶レジスタ群のうち
、P7〜P□、で識別された気8VC対応するレジスf
i C(n)の値をP□、で入力した信号16a(Δ1
(〕で補正して再びC(n)に記憶する。P□7では後
述の機関定常状態カウンタのカウント開始時点の回転数
とPうでめた回転数とを比較しその差が50 rpm以
上の場合Fi機関回転数が変化し次としてP26の処理
へ進み、 50 rpm未満では機関が定速回転数で運
転さnていると見なす。続いて、P18で同様にカウン
ト開始時点からの負荷状態の変動を確かめる。負荷状態
の変化が5%以上の場合機関の運転状態Fi変化したと
してP26の処理に進む。負荷状態変化が5チ未満のと
きは一足負荷状態で運転さnていると見なす。PI3に
おいては1機関回転数、負荷状態な計数するレジスタ群
のうち対応する気筒のレジスタD(n)の値に1を加算
する。P2□ではこのレジスタD (n)の計数値が1
00であるか否か、即ち当該気筒が100連続点火回に
亘って上記−足運転状態で運転されているか否か確かめ
る。100に達していない場合は何の処理もせずP2f
1の処理へ進む。D (n)、= 100の場合にはP
21において先にP□6で作成した当該気筒の逐次補正
−m C(n)がOであるか否か確かめる。
C(n) −〇の場合は、100連続点火の間に当該気
筒にノッキングは全く発生していないので、P22にお
いて先にP5.P5でめた回転数及び負荷状態と、P
−P□うで識別しに気筒情報とから対応する学習マツプ
上の記憶補正値B (n)を読み出し。
筒にノッキングは全く発生していないので、P22にお
いて先にP5.P5でめた回転数及び負荷状態と、P
−P□うで識別しに気筒情報とから対応する学習マツプ
上の記憶補正値B (n)を読み出し。
こn=り1?差し引いて再びB (n) K記憶する。
C(n) ’= Oの場合は、この連続1oo点大の間
にノッキングの発生があったものとしてP2. におい
て対応する学習マツプ上の記憶補正値B (n)に逐次
補正値C(n)を加算し、再びB (n)に記憶し、P
07でこれ1での逐次補正値C(n)を0にする(初期
化するハ続いてP2.では記憶補正値B (n)の次回
の更新に備え1点火回数計数用レジスli’ D (n
)の値をクリアし、又この時点の機関回転数及び負荷状
態を定常運転状態利足のための基準として記憶する。−
刀、P1□あるいはpxsで機関の運転状態に変動有シ
と判足さfLk場合は、P26では変化前の運転状態に
おいて作成さnた逐次補正値な無意味であると見なし。
にノッキングの発生があったものとしてP2. におい
て対応する学習マツプ上の記憶補正値B (n)に逐次
補正値C(n)を加算し、再びB (n)に記憶し、P
07でこれ1での逐次補正値C(n)を0にする(初期
化するハ続いてP2.では記憶補正値B (n)の次回
の更新に備え1点火回数計数用レジスli’ D (n
)の値をクリアし、又この時点の機関回転数及び負荷状
態を定常運転状態利足のための基準として記憶する。−
刀、P1□あるいはpxsで機関の運転状態に変動有シ
と判足さfLk場合は、P26では変化前の運転状態に
おいて作成さnた逐次補正値な無意味であると見なし。
この逐次補正値を記憶しているレジスタC(n)の値を
クリアする。仄のP27では、P2.と同様に点火回数
計数用レジスタD (n)をクリアし、現在のm関口転
数及び負荷状態を記憶して、記憶補正値の更新のkめの
初期化を行う。
クリアする。仄のP27では、P2.と同様に点火回数
計数用レジスタD (n)をクリアし、現在のm関口転
数及び負荷状態を記憶して、記憶補正値の更新のkめの
初期化を行う。
このようにして、学習マツプ上の補正値は1機関の定常
運転が各気筒毎に100点火回数の間。
運転が各気筒毎に100点火回数の間。
保持さf′した場合に更新さ扛る。100点火回の間に
ノッキングの発生の無い場合は記憶補正値は過多である
として減少方向に更新される。この補正値は、特に正の
値である必要がなく、連続してノッキングの発生がない
場合は負の値にもなシ得る。
ノッキングの発生の無い場合は記憶補正値は過多である
として減少方向に更新される。この補正値は、特に正の
値である必要がなく、連続してノッキングの発生がない
場合は負の値にもなシ得る。
−刀、ノッキングの発生が検知さn次場合には。
その補正値は増大方向に更新さ扛る。又1機間が定常状
態でない場合、補正値の更新Fi禁止さn。
態でない場合、補正値の更新Fi禁止さn。
機関の運転状態が変化する以前に発生したノッキングに
よる記憶補正値の無意味な更新な防止させる。
よる記憶補正値の無意味な更新な防止させる。
さて以上のようにして、直前の点火で発生しにノッキン
グに対しての処理が終了すると、ぴに点火する気筒の点
火時期決定の処理に入る。
グに対しての処理が終了すると、ぴに点火する気筒の点
火時期決定の処理に入る。
P2Bにおいては仄に点火する気筒な指定するべく、P
7〜PL5でめた前回点火した気筒の点火j馴nに1を
加える。即ち1例えば前回の点火が第1気筒で、レジス
タnの値が1であ扛ば、こ扛に1な加算することにエリ
レジスタnの値は2となるので、こnに対卜する点火類
の気筒は第3気筒となる。P2.においては、P28の
演算でレジスタnの値が5になっているか否かを確かめ
る。n=5の場合は、前回の点火気筒は第2気筒であり
。
7〜PL5でめた前回点火した気筒の点火j馴nに1を
加える。即ち1例えば前回の点火が第1気筒で、レジス
タnの値が1であ扛ば、こ扛に1な加算することにエリ
レジスタnの値は2となるので、こnに対卜する点火類
の気筒は第3気筒となる。P2.においては、P28の
演算でレジスタnの値が5になっているか否かを確かめ
る。n=5の場合は、前回の点火気筒は第2気筒であり
。
仄は点火類から第1気筒であるので、P、。においてレ
ジスタnの値を1にする。
ジスタnの値を1にする。
このようにして次の点火気筒が決定さ肛ると。
P、□においてP5及びP、でめた回転数及び。
負荷状態における仄に点火すべき気筒の補正値B(n)
を学習マツプニジ読み出し、この値と仄に点火する気筒
の逐次補正値とを加算し1点火時期補正値を作成する。
を学習マツプニジ読み出し、この値と仄に点火する気筒
の逐次補正値とを加算し1点火時期補正値を作成する。
P32でにP、及びP、でめた回転数及び負荷状態にょ
る進角マツプ上の番地から基準制御値Aを読み出しこれ
からP51でX 26に点火時期補正値BY差し引き、
仄に点火する気筒の点火時鯖を決定する制御値を作成す
る。
る進角マツプ上の番地から基準制御値Aを読み出しこれ
からP51でX 26に点火時期補正値BY差し引き、
仄に点火する気筒の点火時鯖を決定する制御値を作成す
る。
この演算結果の制御値は点火位置を角度相邑の値にLシ
示すデータである。P55においてこのデータは角度検
出器11及び12の出力の反転時刻(Plにおけるカウ
ンタのカウント開始時刻)からの遅n時間データに変換
さnる。この角度一時間変換の演算はP2における周期
情報に基づいて容易に可能である。
示すデータである。P55においてこのデータは角度検
出器11及び12の出力の反転時刻(Plにおけるカウ
ンタのカウント開始時刻)からの遅n時間データに変換
さnる。この角度一時間変換の演算はP2における周期
情報に基づいて容易に可能である。
P55において2時間信号に変換さfLfc点火時期制
御値は、タイミング変換器1B内のラッチにセットさn
る。
御値は、タイミング変換器1B内のラッチにセットさn
る。
タイミング変換器18のカウンタはCPt121の割算
処理め開始時、即ち角度検出器10又は11の出力の状
態反転時からカウントを開始しており。
処理め開始時、即ち角度検出器10又は11の出力の状
態反転時からカウントを開始しており。
このカウント値がP55でセット−されたラッテの値に
一致した時点でタイミング変換器18は信号18aY発
生し1点火回路17に一1点火コイルの一仄側の通電ヲ
遮断し、マイクロコンピュータ20で決定した点火時期
で機関を点火させる。
一致した時点でタイミング変換器18は信号18aY発
生し1点火回路17に一1点火コイルの一仄側の通電ヲ
遮断し、マイクロコンピュータ20で決定した点火時期
で機関を点火させる。
この工うに本実施例は1機関の定常運転状態を判別し1
定常運転状態では気筒毎の逐次補正値がわずかな値にな
るように俗気筒に対して設けらnk学習マツプの記憶補
正値を更新し、記憶補正値とわずかな逐次補正値で基準
点火時期ft俗気筒毎に補正することにニジ、各気筒の
個々のノック限界の点火時期での点火を可能とする。一
方1機関の過渡運転状態では記憶補正値の更新を禁止し
。
定常運転状態では気筒毎の逐次補正値がわずかな値にな
るように俗気筒に対して設けらnk学習マツプの記憶補
正値を更新し、記憶補正値とわずかな逐次補正値で基準
点火時期ft俗気筒毎に補正することにニジ、各気筒の
個々のノック限界の点火時期での点火を可能とする。一
方1機関の過渡運転状態では記憶補正値の更新を禁止し
。
点火は基準点火時期な既に定常状態の時に釆めら扛てい
る記憶補正値で補正した点火時期で点火するように構成
している。従って1機関の運転状態が変化した場合でも
名敏簡の点火時期はすみやかに個々のノック限界の点火
時期に制御さn、ノッキング信号による点火時期フィー
ドバック制御の応答性が非常に良く、さらに逐次補正値
による制御範囲は狭いもので良いため、制御の精度が同
上する。1だ、学習マツプの記憶補正値は、正又は負両
側の極性の値を取シ得るので1点火時期は基準の点火時
W4を越えて進角側で制御することが可能で、基準の点
火時期がノック限界の点火時期ニジ遅角側に設定された
場合にも記憶補正値の進角力量の更新によっでノック限
界の点火時期での点火が可能となる。
る記憶補正値で補正した点火時期で点火するように構成
している。従って1機関の運転状態が変化した場合でも
名敏簡の点火時期はすみやかに個々のノック限界の点火
時期に制御さn、ノッキング信号による点火時期フィー
ドバック制御の応答性が非常に良く、さらに逐次補正値
による制御範囲は狭いもので良いため、制御の精度が同
上する。1だ、学習マツプの記憶補正値は、正又は負両
側の極性の値を取シ得るので1点火時期は基準の点火時
W4を越えて進角側で制御することが可能で、基準の点
火時期がノック限界の点火時期ニジ遅角側に設定された
場合にも記憶補正値の進角力量の更新によっでノック限
界の点火時期での点火が可能となる。
なお、上記実施例では記憶補正値の更新を当該気筒の1
00回の点火毎に行なっているが、これは所定の時間経
過毎に行う等の方法を用いてもよい。1穴、上記実施例
では気筒の識別を2つの角度検出器の出力情報により行
なっているが、こ扛に限ることはなく1例えば基準の点
火気筒な識別する検出手段を設け、 Ill:i仄点火
な計数することに工り気筒な識別する等の方式を採って
も本発明の本質には、伺ら影響しない。
00回の点火毎に行なっているが、これは所定の時間経
過毎に行う等の方法を用いてもよい。1穴、上記実施例
では気筒の識別を2つの角度検出器の出力情報により行
なっているが、こ扛に限ることはなく1例えば基準の点
火気筒な識別する検出手段を設け、 Ill:i仄点火
な計数することに工り気筒な識別する等の方式を採って
も本発明の本質には、伺ら影響しない。
以上のようにこの発明は1機関の基準の点火時期を@運
転状態に対応して予め設定しておき、この基準の点火時
期から、実際の俗気筒のノック限界の点火時期1での差
をノッキング信号によるフィードバック制御に請求め、
この差の値を記憶補正値として1機関の俗気筒の名運転
状態に対応する読み書き可能なメモリに所定の周期で更
新記憶させることにニジ、機関俗気筒のバラツキ、季節
変化、経年変化等によるノック限界の点火時期のバラツ
キを吸収し、さらに短時間内に発生するノッキングに対
しては、ノッキング信号によるわずかな逐次補正蛍でそ
の発生を抑制することKLシ1点火時期制御によるノッ
キング抑制が精度良く行える。また1機関の運転状態が
変化した場合にも俗気筒の点火時期はすみやかにそのノ
ック限界の点火時期に制御され、過渡時の大きなノック
の発生や、過渡の遅角による機関性能の低下が防止さn
る。さらに、記憶補正値は基準の点火時期に対して進角
側にも補正可能であるため、基準点火時期の設定がノッ
ク限界の点火時期に対して遅角側設定になる運転モード
においても、@気筒な基準点火時期に対して実際の制御
点火時期を進角側に制御しながら、ノッキング信号にニ
ジ個別にフィードバック制御することができる。従って
。
転状態に対応して予め設定しておき、この基準の点火時
期から、実際の俗気筒のノック限界の点火時期1での差
をノッキング信号によるフィードバック制御に請求め、
この差の値を記憶補正値として1機関の俗気筒の名運転
状態に対応する読み書き可能なメモリに所定の周期で更
新記憶させることにニジ、機関俗気筒のバラツキ、季節
変化、経年変化等によるノック限界の点火時期のバラツ
キを吸収し、さらに短時間内に発生するノッキングに対
しては、ノッキング信号によるわずかな逐次補正蛍でそ
の発生を抑制することKLシ1点火時期制御によるノッ
キング抑制が精度良く行える。また1機関の運転状態が
変化した場合にも俗気筒の点火時期はすみやかにそのノ
ック限界の点火時期に制御され、過渡時の大きなノック
の発生や、過渡の遅角による機関性能の低下が防止さn
る。さらに、記憶補正値は基準の点火時期に対して進角
側にも補正可能であるため、基準点火時期の設定がノッ
ク限界の点火時期に対して遅角側設定になる運転モード
においても、@気筒な基準点火時期に対して実際の制御
点火時期を進角側に制御しながら、ノッキング信号にニ
ジ個別にフィードバック制御することができる。従って
。
全ての運転状態に亘って各気筒はノック限界の最適点火
時期に制御さ扛ると共に、基準の点火時期設定もノック
限界の点火時期に対して進み側に設定する必要はもはや
なく1例えば各気筒のノック限界の中心値を目標に基準
点火時期を設定することに工り゛、基準点火時期の進み
すぎによる制御開始時の大きなノッキングの発生も防止
できるものである。
時期に制御さ扛ると共に、基準の点火時期設定もノック
限界の点火時期に対して進み側に設定する必要はもはや
なく1例えば各気筒のノック限界の中心値を目標に基準
点火時期を設定することに工り゛、基準点火時期の進み
すぎによる制御開始時の大きなノッキングの発生も防止
できるものである。
第1図は本発明装置の概要構成を示すブロック図、第2
図は本発明装置の一実施例を示すブロック図、第3図は
第2図に示す角度検出器の出力の波形図、第4図は第2
図に示すマイクロコンピュータの動作のフローチャート
である。 1・・・回転数検出手段、2・・・負荷検出手段、3・
・・基準制御値発生手段、4・・・気8識別手段、5・
・・ノック検出手段、6・・・記憶手段、T・・・補正
値演算手段、8・・・制御値演算手段、9・・・点火手
段。 代理人 大 岩 増 雄 第 1 図 第 2 図 第 3 図 手続補正書(自発) 昭和58年12F!6 日 特許庁長官殿 。1.事件の表示 特願昭58−151286号2、発
明の名称 機関点火時J4A制御装置 3、補正をする者 代表者片由仁へ部 5、補正の対象 (1)明細書全文 (2)図面 6、補正の内容 (1)別紙の通り明細書全文を補正する。 (2)別紙の通り第4図を補正する。 7、 添付書類の目録 (1)補正後の明細書全文を記した書面 1通(2)補
正後の第4図を記した書面 1通以上 全文明細書 1、発明の名称 機関点火時期制御装置 2、特許請求の範囲 機関のノッキングを検出するノッキング検出手段と、上
記機関の運転状態を検出する運転状態センサと、機・−
の各運転状態に対して基準点火時期特性を与える基準制
御値を発生する手段と、上記機関の点火気筒を識別する
気筒識別手段と、この気筒識別手段により識別された気
筒の点火時期の補正制御値を上記機関の各運転状態に対
応する番地に記憶し、運転状態センサからの検出出力に
応じて各気筒の対応する番地から記憶値が読み出される
メモリ手段と、上記ノック検出子役の出力に基づいて各
気筒の点火時期を補正する逐次制御値を演算して連続す
る所定の運転期間中に当該気筒にノッキングの発生があ
る場合は上記メモリ手段の当該気筒に対応した領域にお
ける処理時点の運転状態に対応する番地の記憶値を遅角
方向の値に更新し、ノッキングの発生が無い場合には進
角方向の値に更新制御する演痒手役と、上記メモリ手段
から読み出される記憶値と上記逐次補正値を演算した値
とで上記基準制御値を補正し、機関の各気筒の点火時期
を決定する決定手段と、この決定手段により決定された
点火時期で上記機関に点火する点火手段とを備えた機関
点火時期制御装置。 3、発明の詳細な説明 この発明は、機関の点火時期を制御する点火時期制御装
置に関する。 一般に、機関は、出力及び燃費特性上から見ると、@度
のノッキングが発生している状態(ノック限界)の点火
時期での運転が最も効率が良いことが知られている。 この種の従来装置には、予め設定された基準点火時期特
性;こ基づいて発生される点火信号をノッキングの発生
毎に一定角度、あるいはノッキング強度に応じた所定角
度だけ遅角移相させ、ノッキングの発生が無い場合には
この遅角移相量を所定の時点数で減少させることにより
、点火時期をノック限界の点火時期にフィードバック制
御するものがあった。 しかし、ノッキングを抑制すべく特定の遅角移相制御量
で全ての気筒を同様に遅角制御するため、ある気筒でノ
ッキングが発生すると、発生した気筒はもち論、他の気
筒もその制御量により一様に遅角制御されてしまう。 一般に、機関の各気筒は、構造上の若干の差異、構成部
品のバラツキ、混合気の分配の気筒間差等により、ノッ
ク発生状況が異なり、即ち気筒毎にノック限界の点火時
期が異なっ−Cいる。 従って、このような制御を行なう従来装置を用いれば、
酸もノッキングの発生し易い気筒のノック限界に点火時
期が設定されてしまう。これは、必ずしも4関にきって
最適な点火時期制御とならず、全ての気筒がノック限界
の点火時期で点火されるということになっていない。 そこで、各気筒について点火時期の遅角移相制御量のフ
ィードバック制御をする気筒別点火時期制御装置の提案
がいくつかなされている。 ところでこの種のフィードバック制御ζこおいては、気
筒別の場合の制御も含めて、ノッキング抑制のための制
御は基準点火時期からの遅角量を制 ′御するものであ
る。このため、基準点火時期は予めノック限界よりも進
角したところlこ設定しておかねばならない。従って、
制御の開始点に七ける点火時期は必ずノック限界を越え
たさこ引こあることになるので、制御開始時には大きな
ノッキングが発生する。このため基準点火時期は、ノッ
ク限界よりわずかに進んだ点火時期に設定することが望
ましい。しかし、先に述べた気筒間のノック限界のバラ
ツキをも考;ばに入れると、そのように設定するこさは
実際上は不可能である。ある運転状態ではノック限界の
改火時期に対して遅れ側役定の基準点火時M(l!:な
ることは避けられない。この遅れ側に設定した機関の運
転状態では、機関はノック限界の最適の点火時期より遅
れた時期の点火となり、全ての運転状態に紅って全ての
気筒を最適な点火時期に制御することができない。 また、従来装置では機関の運転状態が変化して ゝも点
火時期は;璽伝状態変化前のものがそのまま適用される
ため、変化後の運転状態での制御目漂値に制御量が収ま
るまでに大きなタイムラグが出る。 即ち、運転状態の変化に対しての応答性が悪かった。さ
らに制御装置としてはノック抑制を必要とする運転領域
全てをフィードバック制御量の大きさの変化によって制
御するため、広いダイナミックレンジが要求され全ての
運転領域に亘って正確に点火時期の制御をするというこ
とが困帷であった。 ところで、ノッキングは、機関の動作特性のうち点火時
期空燃比、吸気温度、吸気湿度、及びその他の多くの要
素によってその発生が左右される。 しかし、吸気温度、吸気湿度など自然条件の変化に依存
するものはその変化の周期が1日あるいは季節を単位と
するような時間的には非常に長いものである。従ってこ
れらの変化によるノッキングの発生状況の変化もまた長
周期となる。換言すれば、同一運転状態で短期間に発生
ずるノッキングはほぼ同程度であり、発生頻度、強さに
大差はない。つまり同一運転状態で発生したノッキング
を抑制するのに要する補正制#値は短期間ではほぼ同一
であるので、特定の運転パラメータによって規定された
機関の同一運転状態では以前に記憶した補正制御値を今
回の補正制御値上して制御し、制御中のわずかなノッキ
ングの発生に対しては、その点火時期補正範囲も狭いも
のでよいため、発生毎のノッキング信号により逐次補正
制御を行えば、極めて高精度で応答性よくノッキングを
抑制し点火時期をノック限界に制御できる。先に述べた
長周期での変化要因に対しては上記補正制御値をゆっく
りと変更することにより補正が可能である。 この発明は、機関の各運転状態における各気筒の補正制
御値を記憶し、この補正制御値心各気筒毎に発生したノ
ッキング信号より演算して得られる逐次補正値を合成し
た補正値で機関の各運転状態における基準制御値を各気
筒毎に補正し先に述べた長周期での変化要因に対しては
上記各気筒の補正制御値を所定の周期で各気筒の逐次補
正値に基づいて更新することにより、わずかな逐次補正
値で精度よくノッキングを抑制し、また運転状態変化時
のノッキング抑制制御の応答を向上させ、各気筒の点火
時期を全ての運転状態に暇って閘々のノック限界に制御
する装置を提供することを目的とする。 以下図を参照してこの発明の一実施例について説明する
。第1図は本発明の概要構成を示すプロッタ図である。 回転数検出手段1は図示なしの機関の回転数を検出し、
負荷検出手段2はI々j閑の負荷状態を検出する。基準
制呻値発生手段6は、メそりを有し、手段1及び2ζこ
よる機関回転数と負荷状態により2次元的に区画された
番地に予め記憶されている基準点火時期特性を与えるた
めの基準制御値のうち対応する番地の基堕制御値を疏み
出す。記憶手段6は、磯明の各気筒に対応して、回転数
と負荷状態により2次元的に区画された番地に補正41
J御値を記憶する領域を有し、気筒識別手段4からの今
回点火する気前情報、回転数検出手段2からの現在の回
転数情報及び負荷検出手段ノ 2からの負荷状螺情報により指定されるf5地から補正
制御値(記憶補正値)を読み出して補正値演算手段7に
送出する。補正値演算手段7は、気筒識別手段4の気筒
情報及びノック検出手段5により検出されるノッキング
信号から各気筒のノッキング制御逐次補正値を演算し、
その結NtIliで記憶している記憶補正値を補正する
ことにより、点火時期補正値を作成して制御値演算手段
8に出力する。また、補正値演算手段7は、所定の機関
運転期間中にノッキングの発生がある場合、当該気筒の
記憶補正値を遅角側の値に更新して記憶し、ノッキング
の発生が無い場合は進角側の値ζこ更新して記憶する。 制御値演算手段8は、前記読み出された基準制御値を今
回点火する気筒に対して補正値演算手段7で作成された
点火時期補正値により補正し、点火時期を決定し、点火
手段9に決定された点火時期で点火させる。 第2図は4ストロ一ク4気筒機関に適用したこの発明の
実施例を示すブロック図である。図1こおいて、10は
機関のカムシャフトの回転に連動してクランクの回転角
度36o0毎に信号レベルを反転させた信号10aを発
生する角度検出器、11は角度検出器10の信号10a
に対して位相差180°を持った信号11aを発生する
角度検出器、12は機関の吸気管圧を検出しその圧力に
対応した信号12aを発生する圧力センサ、16は圧力
センサ12より出力された信号12aをディジタル的な
信号13aに変換するアナログ・ディジタル(A/D
)変換器、14は機関に取り付けられ機関の振動加速度
を検出し、信号14aを出力する加速度センサ、:15
は加速度センサ14の信号14aから機関のノッキング
が発生した期間を弁別し、信号15aを出力する弁別検
出器、16は弁別器15の信号15aをディジタル化し
て信号16aにするA/D変換器である。20はマイク
ロコンピュータであり、主にマイクロプロセッサ(CP
U)21と、メモリ(ROM及びR,AM ) 22
と、インターフェース(Ilo)23とから構成されて
いる。 18はマイクロコンピュータ20で演算された点火時期
制御量の信号23aを時期信号18aに変換するタイミ
ング変換回路、17はタイミング変換回路18より発生
された時期信号18aで機関に点火する点火回路である
。 次にこのように構成された本実施例の動作について説明
する。第3図は本実施例に示す角度検出器10.11の
出力波形図であり、第1の角変検出器10の信号10a
は機関の回転に従い、第1気筒のBTDC90’で1L
lレベルになり、第4気筒のBTDC90°で′H“レ
ベルになる。また角度検出器11の信号11aは角度検
出器11の信号11aに対しクランク角度で180°遅
相した信号となる。 これら2つの信号11a、12aはマイクロコンピュー
タ20のインターフェース26に入力される。圧力セン
サ12は機関の吸気管圧を検出し、その圧力に対応した
電圧レベルの信号12aを発生する。ここで機関の吸気
管圧は機関の負荷状態に敏感に反応して変化するため、
この吸気管圧を検出して得られる信号12aのレベルか
ら機関の負荷状態を知ることができる。さて圧力セ、ン
サ12から発生された信号12aは第1のA/D変換器
13によりディジタル化され、信号13aとなってイン
ターフェース26に入力される。 一方an速度センサ14は機関に取り付けられており常
時機1刻の振動を検出している。この検出出力である信
号14aには機関の作動により生じた機)戒振動による
ノイズ信号と、機関のノッキングにより発生した振動に
よるノッキング成分が重畳している。弁別器15は信号
14aからノッキング成分を弁別して検波し、更に積分
し、ノッキング強度に応じたレベルをもつ信号15aを
出力する。この信号15aはA/D変換器16でディジ
タル化されてノッキング信号16aとなり、インターフ
ェース26を介してCPU21に読み込まれる。また、
弁別器15はマイクロプロセッサ21の指令でインター
フェース26からの信号25bにより積分値がリセット
され次のノッキング検出のために初期化がされる。 マイクロコンピュータ20のメモリ22はROMとR,
AMを有し、ROMには機関の回転数及び負荷状態に対
応して予め定められた番地に機関の各運転状態における
基準点火時期特性を与える基準制御値を記憶する領域(
以下進角マツプと呼ぶ)が設けられ、RAMには、機関
の各気筒、機関回転数及び負荷状態に対応して定められ
た各番地にこの各番地に対応する運転状態に於ける各気
筒の記憶補正値を記憶する領域(以下学習マツプと呼ぶ
)が設けられている。 CPU21は角i検出器1o、11、圧力センサ12及
び加速度センサ14の各センサ情報から各気筒の最適な
点火時期を決定し、決定された点火時期でタイミング変
換器18から信号18aを出力させ、点火回路17によ
り機関を点火させる。 CPU21により実行される処理のフローチャートを第
4図に示す。図中のP、〜Pssはフローチャートの各
処理実行ステップを示す。 なお、本フローチャートでは点火が第1.第3゜第2.
第4気筒の順になされる4気筒機関の場合を示す。 CPU21による制御演算は、1点火周期に1回、角度
検出器10,11の出力信号の状態が反転する時期に同
期して行なわれる。 まず、P、でタイミング変換回路18のカウンタをOに
リセットし、カウント動作を開始させる。 P2で前回の処理の開始時期から現在までの時間間隔、
即ちクランク角度で180°の回転に相当する周期を計
測する。P、ではこの計測した周期を回転数に換算する
。P4で圧力信号を入力し、P。 てこの信号より機関の負荷状態を計算でめる。 P6ではP、、P、に沿いで計算した回転酩および負荷
状態に対応する進角マツプの番地を指定し対応する基準
制御値データを読み出し、Aレジスタに記はさせる。 P、では角度検出器10の信号10aの状態を確かめる
。状態が′L”であれば、第3図に示すように直前に点
火した気筒は、第1気筒あるいは第2気筒である。続い
てP8で第2の角度検出器11の信号11aの状態を確
かめ、出力状態が%L〃であれば直前の点火気筒は第1
気筒であると識別され、P、で点火気筒の識別情報を記
憶するべく、メモリ22に設けられたレジスタnに、第
1気筒の点火順を示す数1を記憶させる。P、で信号1
1aの状態が′J(#であればP、。で第2気筒の点火
順を示す数4をレジスタnに記憶させる。一方、P、で
第1の角度検出器10の信号10aがSH1であると判
定された場合は直前の点火気筒は第3気筒あるいは4気
筒である。以下、Pl、ではP。 と同様に角度検出器11の信号11aの状態を砧かめ
$1./の場合はPlでレジスタnに第3気筒の点火順
を示す数2を記憶させ、SH1の場合はPljでレジス
タnに第4気筒の点火順を示す数3を記憶させる。 Pt4においてはノッキング信号16a(Δk)を読み
込み、Pillで弁別器15の積分値をリセットする信
号23bを発生して次回のノッキング発生を、演出する
ための準備をする。pusでは、各気筒に対応してメモ
リ22に設けられた逐次間正値記憶レジスタ群のうち、
P、〜pHlで識別された気筒に対応するレジスタC(
n)の値をPt4で入力したノッキング信号16a(Δ
k)で補正して再びC(n)に記憶する。P1’Fでは
後述の機関定常状態カウンタのカウント開始時点の回転
数とPsでめた回転数とを比較しその差がs o rp
m以上の場合は機関回転数が変化したとしてptsの処
理へ進み、50rpm未満では機関が一定回転数で運転
されていると見なす。続いて、Pl、で同様にカウント
開始時点からの負荷状態の変動を確かめる。負荷状態の
変化が5%以上の場合・機関の運転状態は変化したとし
てpHfiの処理に進む。負荷状態変化が5チ未満のと
きは一定負荷状態で運転されていると見なす。”t。 においては、機関回転数、負荷状態を計数するレジスタ
群のうち対応する気筒のレジスタD (n)の値に1を
加算する。PH1ではこのレジスタD (n)の計数値
が100であるか否か、即ち当該気面が100連続点火
回に亘って上記一定運転状態で運転されているか否か確
かめる。100に達していない場合は何の処理もすずP
lmの処理へ進む。D (n) = 100の場合にl
まPlmにおいて先にpH+で作成した当該気筒の逐次
補正I C(n)が0であるか否か確かめる。 c (n) = oの場合は、100連続点火の間に当
該気筒にノッキングは全く発生していないので、P2t
jこおいて先にP、、P、でめた回転数及び負荷状態と
、P、〜P1.で識別した気筒情報と力\ら対応する学
習マツプ上の記憶補正値B (n)を読み出し、これよ
り1を差し引いて再びB (n)に記憶する。C(n)
’=j Oの場合は、この連続100点火の間にノッ
キングの発生があったものとしてPt8において対応す
る学習マツプ上の記憶補正値B (n)に逐次補正値C
(n)を加算し、再びB (n)に記憶し%”l?でこ
れまでの逐次補正値C(n)を0にする(初期化する)
。 続いてP□では記憶補正値B (n)の次回の更新lζ
備え、点火回数計数用レジスタD (n)の値をクリア
し、又この時点の機関回転数及び負荷状態を定常運転状
態判定のための基準として記憶する。一方、へ。 あるいはptaで機関の運転状態に変動有りと判定され
た場合は、Pt6では変化前の運転状態において作成さ
れた逐次補正値を無意味であると見なし、この逐次補正
値を記憶しているレジスタC(n)の値をクリアする。 次のPI?では、Pt11と同様に点火回数計数用レジ
スタD (n)をクリアし、現在の機関回転数及び負荷
状態を記憶して、記憶補正値の更新のための初期化を行
う。 このようにして、学習マツプ上の補正値は、機にノッキ
ングの発生の無い場合は記憶補正値は過多であるとして
減少方向に更新される。この補正値は、特に正の値であ
る必要がなく、連続してノッキングの発生がない場合は
負の値にもなり得る。 一方、ノッキングの発生が検知された場合には、その補
正値は増大方向に更新される。又、機関が定常状態でな
い場合、補正値の更新は禁止され、機関の運転状態が変
化する以前に発生したノッキングによる記憶補正値の無
意味な更新を防止させる。 さて以上のようにして、直前の点火で発生したノッキン
グに対しての処理が終了すると、次に点火する気筒の点
火時期決定の処理に入る。 p2gにおいては次に点火する気筒を指定するべく、P
、〜pts でめた前回点火した気筒の点火順nに1を
加える。即ち、例えば前回の点火が第1気筒で、レジス
タnの値が1であれば、これに1を加算することにより
レジスタnの値は2となるので、これに対応する点火順
の気筒は第3気筒となる。P□においては、P7.の演
算でレジスタnの値が5になっているか否かを確かめる
。n−5の場合は、前回の点火気筒は第2気筒であり、
次は点火順から第1気筒であるので、P、。においてレ
ジスタnの値を1にする。 このようにして次の点火気筒が決定されると、P3+に
おいてP、及びP5 でめた回転数及び、負荷状態にお
ける次に点火すべき気筒の補正値B(n)を学習マツプ
より読み出し、この値と次に点火する気筒の逐次補正値
吉を加算し、点火時期補正値を作成する。PI2ではP
3及びP、でめた回転数及び負荷状態による進角マツプ
上の番地から基準制御値Aを読み出しこれからP31で
めた点火時期補正値Bを差し引き、次に点火する気筒の
点火時期を決定する制御値を作成する。 この演算結果の制御値は点火装置を角度相当の値により
示すデータである。Pssにおいてこのデータは角度検
出器10又は11の出力の反転時刻(PIにおけるカウ
ンタのカウント開始時刻)からの遅れ時間データに変換
される。この角度一時間変換の演算はP、における周期
情報に基づいて容易に可能である。 P8.においで、時間信号に変換された点火時期制御値
は、タイミング変換器18内のラッチにセットされる。 タイミング変換器18のカウンタはCPU21の演算処
理の開始時、即ち角度検出器1o又は11の出力の状態
反転時からカウントを開始しており、このカウント値が
P33でセットされたラッチの値に一致した時点でタイ
ミング変換器18は信号18aを発生し、点火回路17
は点火コイルの一次側の通電を遮断し、マイクロコンピ
ュータ2゜で決定した点火時期で機関を点火させる。 このように本実施例は、機関の定常運転状態を判別し、
定常運転状態では気筒毎の逐次補正値がわずかな値にな
るように各気筒に対して設けられた学習マツプの記憶補
正値を更新し、記憶補正値とわずかな逐次補正値で基準
点火時期を各気筒栴に補正することにより、各気筒の個
々のノック限界の点火時期での点火を可能とする。一方
、機関の過渡運転状態では記憶補正値の更新を禁止し、
点火は基準点火時期を既に定常状態の時にめられている
記憶補正値で補正した点火時期で点火するように構成し
ている。従って、機関の運転状態が変化した場合でも各
気筒の点火時期はすみやかに個々のノック限界の点火時
期に制御され、ノッキング信号による点火時期フィード
バック制御の応答性が非常に良く、さらに逐次補正値に
よる制御範囲は狭いもので良いため、制御の精度が向上
する。また、学習マツプの記憶補正値は、正又は負両側
の極性の値を取り得るので、点火時期は基準の点火時期
を越えて進角側で制御することが可能で、基準の点火時
期がノック限界の点火時期より遅角側に設定された場合
にも記憶補正値の進角方向の更新によってノック限界の
点火時期での点火が可能となる。 なお、上記実施例では記憶補正値の更新を当該気筒の1
00回の点火毎に行なっているが、これは所定の時間経
過毎に行う等の方法を用いてもよい。また、上記実施例
では気筒の識別を2つの角度検出器の出力情報により行
なっているが、これに限ることはなく1例えば基準の点
火気筒を識別する検出手段を設け、順次点火を計数する
ことにより気筒を識別する等の方式を採っても本発明の
本質には、何ら影響しない。 以上のようにこの発明は、機関の基準の点火時期を各運
転状態に対応して予め設定しておき、この基準の点火時
期から、実際の各気筒のノック限界の点火時期までの差
をノッキング信号によるフィードバック制御によりめ、
この差の値を記憶補正値として、機関の各気筒の各運転
状態に対応する読み書き可能なメモリに所定の周期で更
新記憶させることにより、機関各気筒のバラツキ、季節
変化、経年変化等によるノック限界の点火時期のバラツ
キを吸収し、さらに短時間内に発生するノッキングに対
しては、ノッキング信号によるわずかな逐次補正量でそ
の発生を抑制することにより、点火時期制御によるノッ
キング抑制が精度良く行える。また、機関の運転状態が
変化した場合にも各気筒の点火時期はすみやかにそのノ
ック限界の点火時期に制御され、過渡時の大きなノック
の発生や、過度の遅角による機関性能の低下が防止され
る。さらに、記憶補正値は基準の点火時期に対して進角
側にも補正可能で、あるため、基準点火時期の設定がノ
ック限界の点火時期に対して遅角側設定になる運転モー
ドにおいても、各気筒を基準点火時期に対して実際の制
御点火時期を進角側に制御しながら、ノッキング信号に
より個別にフィードバック制御することができる。従っ
て、全ての運転状態に亘って各気筒はノック限界の最適
点火時期に制御されると共に、基準の点火時期設定もノ
ック限界の点火時期に対して進み側に設定する必要はも
はやなく1例えば各気筒のノック限界の中゛心値を目標
に基準点火時期を設定することにより、基準点火時期の
進みすぎによる制御開始時の大きなノッキングの発生も
防止できるものである。 4、図面の簡単な説明 第1図は本発明装置の概要構成を示すブロック図、第2
図は本発明装置の一実施例を示すブロック図、第3図は
;窮2図に示す角度検出器の出方の波形図、第4図は第
2図に示すマイクロコンピュータの動作のフローチャー
トである。 1・・・回転数検出手段、2・・・負荷検出手段、6.
、。 基準制御値発生手段、4・・・気酷識別手段、5・・・
ノック検出手段、6・・・記憶手段、7・・・補正値演
算手段、8・・・制御値演算手段、9・・・点火手段。 代理人 大岩増雄
図は本発明装置の一実施例を示すブロック図、第3図は
第2図に示す角度検出器の出力の波形図、第4図は第2
図に示すマイクロコンピュータの動作のフローチャート
である。 1・・・回転数検出手段、2・・・負荷検出手段、3・
・・基準制御値発生手段、4・・・気8識別手段、5・
・・ノック検出手段、6・・・記憶手段、T・・・補正
値演算手段、8・・・制御値演算手段、9・・・点火手
段。 代理人 大 岩 増 雄 第 1 図 第 2 図 第 3 図 手続補正書(自発) 昭和58年12F!6 日 特許庁長官殿 。1.事件の表示 特願昭58−151286号2、発
明の名称 機関点火時J4A制御装置 3、補正をする者 代表者片由仁へ部 5、補正の対象 (1)明細書全文 (2)図面 6、補正の内容 (1)別紙の通り明細書全文を補正する。 (2)別紙の通り第4図を補正する。 7、 添付書類の目録 (1)補正後の明細書全文を記した書面 1通(2)補
正後の第4図を記した書面 1通以上 全文明細書 1、発明の名称 機関点火時期制御装置 2、特許請求の範囲 機関のノッキングを検出するノッキング検出手段と、上
記機関の運転状態を検出する運転状態センサと、機・−
の各運転状態に対して基準点火時期特性を与える基準制
御値を発生する手段と、上記機関の点火気筒を識別する
気筒識別手段と、この気筒識別手段により識別された気
筒の点火時期の補正制御値を上記機関の各運転状態に対
応する番地に記憶し、運転状態センサからの検出出力に
応じて各気筒の対応する番地から記憶値が読み出される
メモリ手段と、上記ノック検出子役の出力に基づいて各
気筒の点火時期を補正する逐次制御値を演算して連続す
る所定の運転期間中に当該気筒にノッキングの発生があ
る場合は上記メモリ手段の当該気筒に対応した領域にお
ける処理時点の運転状態に対応する番地の記憶値を遅角
方向の値に更新し、ノッキングの発生が無い場合には進
角方向の値に更新制御する演痒手役と、上記メモリ手段
から読み出される記憶値と上記逐次補正値を演算した値
とで上記基準制御値を補正し、機関の各気筒の点火時期
を決定する決定手段と、この決定手段により決定された
点火時期で上記機関に点火する点火手段とを備えた機関
点火時期制御装置。 3、発明の詳細な説明 この発明は、機関の点火時期を制御する点火時期制御装
置に関する。 一般に、機関は、出力及び燃費特性上から見ると、@度
のノッキングが発生している状態(ノック限界)の点火
時期での運転が最も効率が良いことが知られている。 この種の従来装置には、予め設定された基準点火時期特
性;こ基づいて発生される点火信号をノッキングの発生
毎に一定角度、あるいはノッキング強度に応じた所定角
度だけ遅角移相させ、ノッキングの発生が無い場合には
この遅角移相量を所定の時点数で減少させることにより
、点火時期をノック限界の点火時期にフィードバック制
御するものがあった。 しかし、ノッキングを抑制すべく特定の遅角移相制御量
で全ての気筒を同様に遅角制御するため、ある気筒でノ
ッキングが発生すると、発生した気筒はもち論、他の気
筒もその制御量により一様に遅角制御されてしまう。 一般に、機関の各気筒は、構造上の若干の差異、構成部
品のバラツキ、混合気の分配の気筒間差等により、ノッ
ク発生状況が異なり、即ち気筒毎にノック限界の点火時
期が異なっ−Cいる。 従って、このような制御を行なう従来装置を用いれば、
酸もノッキングの発生し易い気筒のノック限界に点火時
期が設定されてしまう。これは、必ずしも4関にきって
最適な点火時期制御とならず、全ての気筒がノック限界
の点火時期で点火されるということになっていない。 そこで、各気筒について点火時期の遅角移相制御量のフ
ィードバック制御をする気筒別点火時期制御装置の提案
がいくつかなされている。 ところでこの種のフィードバック制御ζこおいては、気
筒別の場合の制御も含めて、ノッキング抑制のための制
御は基準点火時期からの遅角量を制 ′御するものであ
る。このため、基準点火時期は予めノック限界よりも進
角したところlこ設定しておかねばならない。従って、
制御の開始点に七ける点火時期は必ずノック限界を越え
たさこ引こあることになるので、制御開始時には大きな
ノッキングが発生する。このため基準点火時期は、ノッ
ク限界よりわずかに進んだ点火時期に設定することが望
ましい。しかし、先に述べた気筒間のノック限界のバラ
ツキをも考;ばに入れると、そのように設定するこさは
実際上は不可能である。ある運転状態ではノック限界の
改火時期に対して遅れ側役定の基準点火時M(l!:な
ることは避けられない。この遅れ側に設定した機関の運
転状態では、機関はノック限界の最適の点火時期より遅
れた時期の点火となり、全ての運転状態に紅って全ての
気筒を最適な点火時期に制御することができない。 また、従来装置では機関の運転状態が変化して ゝも点
火時期は;璽伝状態変化前のものがそのまま適用される
ため、変化後の運転状態での制御目漂値に制御量が収ま
るまでに大きなタイムラグが出る。 即ち、運転状態の変化に対しての応答性が悪かった。さ
らに制御装置としてはノック抑制を必要とする運転領域
全てをフィードバック制御量の大きさの変化によって制
御するため、広いダイナミックレンジが要求され全ての
運転領域に亘って正確に点火時期の制御をするというこ
とが困帷であった。 ところで、ノッキングは、機関の動作特性のうち点火時
期空燃比、吸気温度、吸気湿度、及びその他の多くの要
素によってその発生が左右される。 しかし、吸気温度、吸気湿度など自然条件の変化に依存
するものはその変化の周期が1日あるいは季節を単位と
するような時間的には非常に長いものである。従ってこ
れらの変化によるノッキングの発生状況の変化もまた長
周期となる。換言すれば、同一運転状態で短期間に発生
ずるノッキングはほぼ同程度であり、発生頻度、強さに
大差はない。つまり同一運転状態で発生したノッキング
を抑制するのに要する補正制#値は短期間ではほぼ同一
であるので、特定の運転パラメータによって規定された
機関の同一運転状態では以前に記憶した補正制御値を今
回の補正制御値上して制御し、制御中のわずかなノッキ
ングの発生に対しては、その点火時期補正範囲も狭いも
のでよいため、発生毎のノッキング信号により逐次補正
制御を行えば、極めて高精度で応答性よくノッキングを
抑制し点火時期をノック限界に制御できる。先に述べた
長周期での変化要因に対しては上記補正制御値をゆっく
りと変更することにより補正が可能である。 この発明は、機関の各運転状態における各気筒の補正制
御値を記憶し、この補正制御値心各気筒毎に発生したノ
ッキング信号より演算して得られる逐次補正値を合成し
た補正値で機関の各運転状態における基準制御値を各気
筒毎に補正し先に述べた長周期での変化要因に対しては
上記各気筒の補正制御値を所定の周期で各気筒の逐次補
正値に基づいて更新することにより、わずかな逐次補正
値で精度よくノッキングを抑制し、また運転状態変化時
のノッキング抑制制御の応答を向上させ、各気筒の点火
時期を全ての運転状態に暇って閘々のノック限界に制御
する装置を提供することを目的とする。 以下図を参照してこの発明の一実施例について説明する
。第1図は本発明の概要構成を示すプロッタ図である。 回転数検出手段1は図示なしの機関の回転数を検出し、
負荷検出手段2はI々j閑の負荷状態を検出する。基準
制呻値発生手段6は、メそりを有し、手段1及び2ζこ
よる機関回転数と負荷状態により2次元的に区画された
番地に予め記憶されている基準点火時期特性を与えるた
めの基準制御値のうち対応する番地の基堕制御値を疏み
出す。記憶手段6は、磯明の各気筒に対応して、回転数
と負荷状態により2次元的に区画された番地に補正41
J御値を記憶する領域を有し、気筒識別手段4からの今
回点火する気前情報、回転数検出手段2からの現在の回
転数情報及び負荷検出手段ノ 2からの負荷状螺情報により指定されるf5地から補正
制御値(記憶補正値)を読み出して補正値演算手段7に
送出する。補正値演算手段7は、気筒識別手段4の気筒
情報及びノック検出手段5により検出されるノッキング
信号から各気筒のノッキング制御逐次補正値を演算し、
その結NtIliで記憶している記憶補正値を補正する
ことにより、点火時期補正値を作成して制御値演算手段
8に出力する。また、補正値演算手段7は、所定の機関
運転期間中にノッキングの発生がある場合、当該気筒の
記憶補正値を遅角側の値に更新して記憶し、ノッキング
の発生が無い場合は進角側の値ζこ更新して記憶する。 制御値演算手段8は、前記読み出された基準制御値を今
回点火する気筒に対して補正値演算手段7で作成された
点火時期補正値により補正し、点火時期を決定し、点火
手段9に決定された点火時期で点火させる。 第2図は4ストロ一ク4気筒機関に適用したこの発明の
実施例を示すブロック図である。図1こおいて、10は
機関のカムシャフトの回転に連動してクランクの回転角
度36o0毎に信号レベルを反転させた信号10aを発
生する角度検出器、11は角度検出器10の信号10a
に対して位相差180°を持った信号11aを発生する
角度検出器、12は機関の吸気管圧を検出しその圧力に
対応した信号12aを発生する圧力センサ、16は圧力
センサ12より出力された信号12aをディジタル的な
信号13aに変換するアナログ・ディジタル(A/D
)変換器、14は機関に取り付けられ機関の振動加速度
を検出し、信号14aを出力する加速度センサ、:15
は加速度センサ14の信号14aから機関のノッキング
が発生した期間を弁別し、信号15aを出力する弁別検
出器、16は弁別器15の信号15aをディジタル化し
て信号16aにするA/D変換器である。20はマイク
ロコンピュータであり、主にマイクロプロセッサ(CP
U)21と、メモリ(ROM及びR,AM ) 22
と、インターフェース(Ilo)23とから構成されて
いる。 18はマイクロコンピュータ20で演算された点火時期
制御量の信号23aを時期信号18aに変換するタイミ
ング変換回路、17はタイミング変換回路18より発生
された時期信号18aで機関に点火する点火回路である
。 次にこのように構成された本実施例の動作について説明
する。第3図は本実施例に示す角度検出器10.11の
出力波形図であり、第1の角変検出器10の信号10a
は機関の回転に従い、第1気筒のBTDC90’で1L
lレベルになり、第4気筒のBTDC90°で′H“レ
ベルになる。また角度検出器11の信号11aは角度検
出器11の信号11aに対しクランク角度で180°遅
相した信号となる。 これら2つの信号11a、12aはマイクロコンピュー
タ20のインターフェース26に入力される。圧力セン
サ12は機関の吸気管圧を検出し、その圧力に対応した
電圧レベルの信号12aを発生する。ここで機関の吸気
管圧は機関の負荷状態に敏感に反応して変化するため、
この吸気管圧を検出して得られる信号12aのレベルか
ら機関の負荷状態を知ることができる。さて圧力セ、ン
サ12から発生された信号12aは第1のA/D変換器
13によりディジタル化され、信号13aとなってイン
ターフェース26に入力される。 一方an速度センサ14は機関に取り付けられており常
時機1刻の振動を検出している。この検出出力である信
号14aには機関の作動により生じた機)戒振動による
ノイズ信号と、機関のノッキングにより発生した振動に
よるノッキング成分が重畳している。弁別器15は信号
14aからノッキング成分を弁別して検波し、更に積分
し、ノッキング強度に応じたレベルをもつ信号15aを
出力する。この信号15aはA/D変換器16でディジ
タル化されてノッキング信号16aとなり、インターフ
ェース26を介してCPU21に読み込まれる。また、
弁別器15はマイクロプロセッサ21の指令でインター
フェース26からの信号25bにより積分値がリセット
され次のノッキング検出のために初期化がされる。 マイクロコンピュータ20のメモリ22はROMとR,
AMを有し、ROMには機関の回転数及び負荷状態に対
応して予め定められた番地に機関の各運転状態における
基準点火時期特性を与える基準制御値を記憶する領域(
以下進角マツプと呼ぶ)が設けられ、RAMには、機関
の各気筒、機関回転数及び負荷状態に対応して定められ
た各番地にこの各番地に対応する運転状態に於ける各気
筒の記憶補正値を記憶する領域(以下学習マツプと呼ぶ
)が設けられている。 CPU21は角i検出器1o、11、圧力センサ12及
び加速度センサ14の各センサ情報から各気筒の最適な
点火時期を決定し、決定された点火時期でタイミング変
換器18から信号18aを出力させ、点火回路17によ
り機関を点火させる。 CPU21により実行される処理のフローチャートを第
4図に示す。図中のP、〜Pssはフローチャートの各
処理実行ステップを示す。 なお、本フローチャートでは点火が第1.第3゜第2.
第4気筒の順になされる4気筒機関の場合を示す。 CPU21による制御演算は、1点火周期に1回、角度
検出器10,11の出力信号の状態が反転する時期に同
期して行なわれる。 まず、P、でタイミング変換回路18のカウンタをOに
リセットし、カウント動作を開始させる。 P2で前回の処理の開始時期から現在までの時間間隔、
即ちクランク角度で180°の回転に相当する周期を計
測する。P、ではこの計測した周期を回転数に換算する
。P4で圧力信号を入力し、P。 てこの信号より機関の負荷状態を計算でめる。 P6ではP、、P、に沿いで計算した回転酩および負荷
状態に対応する進角マツプの番地を指定し対応する基準
制御値データを読み出し、Aレジスタに記はさせる。 P、では角度検出器10の信号10aの状態を確かめる
。状態が′L”であれば、第3図に示すように直前に点
火した気筒は、第1気筒あるいは第2気筒である。続い
てP8で第2の角度検出器11の信号11aの状態を確
かめ、出力状態が%L〃であれば直前の点火気筒は第1
気筒であると識別され、P、で点火気筒の識別情報を記
憶するべく、メモリ22に設けられたレジスタnに、第
1気筒の点火順を示す数1を記憶させる。P、で信号1
1aの状態が′J(#であればP、。で第2気筒の点火
順を示す数4をレジスタnに記憶させる。一方、P、で
第1の角度検出器10の信号10aがSH1であると判
定された場合は直前の点火気筒は第3気筒あるいは4気
筒である。以下、Pl、ではP。 と同様に角度検出器11の信号11aの状態を砧かめ
$1./の場合はPlでレジスタnに第3気筒の点火順
を示す数2を記憶させ、SH1の場合はPljでレジス
タnに第4気筒の点火順を示す数3を記憶させる。 Pt4においてはノッキング信号16a(Δk)を読み
込み、Pillで弁別器15の積分値をリセットする信
号23bを発生して次回のノッキング発生を、演出する
ための準備をする。pusでは、各気筒に対応してメモ
リ22に設けられた逐次間正値記憶レジスタ群のうち、
P、〜pHlで識別された気筒に対応するレジスタC(
n)の値をPt4で入力したノッキング信号16a(Δ
k)で補正して再びC(n)に記憶する。P1’Fでは
後述の機関定常状態カウンタのカウント開始時点の回転
数とPsでめた回転数とを比較しその差がs o rp
m以上の場合は機関回転数が変化したとしてptsの処
理へ進み、50rpm未満では機関が一定回転数で運転
されていると見なす。続いて、Pl、で同様にカウント
開始時点からの負荷状態の変動を確かめる。負荷状態の
変化が5%以上の場合・機関の運転状態は変化したとし
てpHfiの処理に進む。負荷状態変化が5チ未満のと
きは一定負荷状態で運転されていると見なす。”t。 においては、機関回転数、負荷状態を計数するレジスタ
群のうち対応する気筒のレジスタD (n)の値に1を
加算する。PH1ではこのレジスタD (n)の計数値
が100であるか否か、即ち当該気面が100連続点火
回に亘って上記一定運転状態で運転されているか否か確
かめる。100に達していない場合は何の処理もすずP
lmの処理へ進む。D (n) = 100の場合にl
まPlmにおいて先にpH+で作成した当該気筒の逐次
補正I C(n)が0であるか否か確かめる。 c (n) = oの場合は、100連続点火の間に当
該気筒にノッキングは全く発生していないので、P2t
jこおいて先にP、、P、でめた回転数及び負荷状態と
、P、〜P1.で識別した気筒情報と力\ら対応する学
習マツプ上の記憶補正値B (n)を読み出し、これよ
り1を差し引いて再びB (n)に記憶する。C(n)
’=j Oの場合は、この連続100点火の間にノッ
キングの発生があったものとしてPt8において対応す
る学習マツプ上の記憶補正値B (n)に逐次補正値C
(n)を加算し、再びB (n)に記憶し%”l?でこ
れまでの逐次補正値C(n)を0にする(初期化する)
。 続いてP□では記憶補正値B (n)の次回の更新lζ
備え、点火回数計数用レジスタD (n)の値をクリア
し、又この時点の機関回転数及び負荷状態を定常運転状
態判定のための基準として記憶する。一方、へ。 あるいはptaで機関の運転状態に変動有りと判定され
た場合は、Pt6では変化前の運転状態において作成さ
れた逐次補正値を無意味であると見なし、この逐次補正
値を記憶しているレジスタC(n)の値をクリアする。 次のPI?では、Pt11と同様に点火回数計数用レジ
スタD (n)をクリアし、現在の機関回転数及び負荷
状態を記憶して、記憶補正値の更新のための初期化を行
う。 このようにして、学習マツプ上の補正値は、機にノッキ
ングの発生の無い場合は記憶補正値は過多であるとして
減少方向に更新される。この補正値は、特に正の値であ
る必要がなく、連続してノッキングの発生がない場合は
負の値にもなり得る。 一方、ノッキングの発生が検知された場合には、その補
正値は増大方向に更新される。又、機関が定常状態でな
い場合、補正値の更新は禁止され、機関の運転状態が変
化する以前に発生したノッキングによる記憶補正値の無
意味な更新を防止させる。 さて以上のようにして、直前の点火で発生したノッキン
グに対しての処理が終了すると、次に点火する気筒の点
火時期決定の処理に入る。 p2gにおいては次に点火する気筒を指定するべく、P
、〜pts でめた前回点火した気筒の点火順nに1を
加える。即ち、例えば前回の点火が第1気筒で、レジス
タnの値が1であれば、これに1を加算することにより
レジスタnの値は2となるので、これに対応する点火順
の気筒は第3気筒となる。P□においては、P7.の演
算でレジスタnの値が5になっているか否かを確かめる
。n−5の場合は、前回の点火気筒は第2気筒であり、
次は点火順から第1気筒であるので、P、。においてレ
ジスタnの値を1にする。 このようにして次の点火気筒が決定されると、P3+に
おいてP、及びP5 でめた回転数及び、負荷状態にお
ける次に点火すべき気筒の補正値B(n)を学習マツプ
より読み出し、この値と次に点火する気筒の逐次補正値
吉を加算し、点火時期補正値を作成する。PI2ではP
3及びP、でめた回転数及び負荷状態による進角マツプ
上の番地から基準制御値Aを読み出しこれからP31で
めた点火時期補正値Bを差し引き、次に点火する気筒の
点火時期を決定する制御値を作成する。 この演算結果の制御値は点火装置を角度相当の値により
示すデータである。Pssにおいてこのデータは角度検
出器10又は11の出力の反転時刻(PIにおけるカウ
ンタのカウント開始時刻)からの遅れ時間データに変換
される。この角度一時間変換の演算はP、における周期
情報に基づいて容易に可能である。 P8.においで、時間信号に変換された点火時期制御値
は、タイミング変換器18内のラッチにセットされる。 タイミング変換器18のカウンタはCPU21の演算処
理の開始時、即ち角度検出器1o又は11の出力の状態
反転時からカウントを開始しており、このカウント値が
P33でセットされたラッチの値に一致した時点でタイ
ミング変換器18は信号18aを発生し、点火回路17
は点火コイルの一次側の通電を遮断し、マイクロコンピ
ュータ2゜で決定した点火時期で機関を点火させる。 このように本実施例は、機関の定常運転状態を判別し、
定常運転状態では気筒毎の逐次補正値がわずかな値にな
るように各気筒に対して設けられた学習マツプの記憶補
正値を更新し、記憶補正値とわずかな逐次補正値で基準
点火時期を各気筒栴に補正することにより、各気筒の個
々のノック限界の点火時期での点火を可能とする。一方
、機関の過渡運転状態では記憶補正値の更新を禁止し、
点火は基準点火時期を既に定常状態の時にめられている
記憶補正値で補正した点火時期で点火するように構成し
ている。従って、機関の運転状態が変化した場合でも各
気筒の点火時期はすみやかに個々のノック限界の点火時
期に制御され、ノッキング信号による点火時期フィード
バック制御の応答性が非常に良く、さらに逐次補正値に
よる制御範囲は狭いもので良いため、制御の精度が向上
する。また、学習マツプの記憶補正値は、正又は負両側
の極性の値を取り得るので、点火時期は基準の点火時期
を越えて進角側で制御することが可能で、基準の点火時
期がノック限界の点火時期より遅角側に設定された場合
にも記憶補正値の進角方向の更新によってノック限界の
点火時期での点火が可能となる。 なお、上記実施例では記憶補正値の更新を当該気筒の1
00回の点火毎に行なっているが、これは所定の時間経
過毎に行う等の方法を用いてもよい。また、上記実施例
では気筒の識別を2つの角度検出器の出力情報により行
なっているが、これに限ることはなく1例えば基準の点
火気筒を識別する検出手段を設け、順次点火を計数する
ことにより気筒を識別する等の方式を採っても本発明の
本質には、何ら影響しない。 以上のようにこの発明は、機関の基準の点火時期を各運
転状態に対応して予め設定しておき、この基準の点火時
期から、実際の各気筒のノック限界の点火時期までの差
をノッキング信号によるフィードバック制御によりめ、
この差の値を記憶補正値として、機関の各気筒の各運転
状態に対応する読み書き可能なメモリに所定の周期で更
新記憶させることにより、機関各気筒のバラツキ、季節
変化、経年変化等によるノック限界の点火時期のバラツ
キを吸収し、さらに短時間内に発生するノッキングに対
しては、ノッキング信号によるわずかな逐次補正量でそ
の発生を抑制することにより、点火時期制御によるノッ
キング抑制が精度良く行える。また、機関の運転状態が
変化した場合にも各気筒の点火時期はすみやかにそのノ
ック限界の点火時期に制御され、過渡時の大きなノック
の発生や、過度の遅角による機関性能の低下が防止され
る。さらに、記憶補正値は基準の点火時期に対して進角
側にも補正可能で、あるため、基準点火時期の設定がノ
ック限界の点火時期に対して遅角側設定になる運転モー
ドにおいても、各気筒を基準点火時期に対して実際の制
御点火時期を進角側に制御しながら、ノッキング信号に
より個別にフィードバック制御することができる。従っ
て、全ての運転状態に亘って各気筒はノック限界の最適
点火時期に制御されると共に、基準の点火時期設定もノ
ック限界の点火時期に対して進み側に設定する必要はも
はやなく1例えば各気筒のノック限界の中゛心値を目標
に基準点火時期を設定することにより、基準点火時期の
進みすぎによる制御開始時の大きなノッキングの発生も
防止できるものである。 4、図面の簡単な説明 第1図は本発明装置の概要構成を示すブロック図、第2
図は本発明装置の一実施例を示すブロック図、第3図は
;窮2図に示す角度検出器の出方の波形図、第4図は第
2図に示すマイクロコンピュータの動作のフローチャー
トである。 1・・・回転数検出手段、2・・・負荷検出手段、6.
、。 基準制御値発生手段、4・・・気酷識別手段、5・・・
ノック検出手段、6・・・記憶手段、7・・・補正値演
算手段、8・・・制御値演算手段、9・・・点火手段。 代理人 大岩増雄
Claims (1)
- 機関のノッキングを検出するノッキング検出手段と、上
記機関の運転状態を検出する運転状態センサと1機関の
各運転状態に対して基準点火時期特性な与える基準制御
値を発生する手段と、上記機関の点火気筒な識別する気
筒識別手段と、この気筒識別手段に工り識別さnyc気
筒の点火時期の補正制御値ケ上記機関の各運転状態に対
応する番地に記憶し、運転状態センサからの検出出力に
応じて俗気筒の対応する番地から記憶値が読み出さ扛る
メモリ手段と、上記ノック検出手段の出力に基づいても
気筒の点火時期を補正する逐次制御値を演算して連続す
る所足の運転期間中に当該気筒にノッキングの発生があ
る場合は上記メモリ手段の当該気筒に対応し′fc領域
における処理時点の運転状態に対応する番地の記憶値な
遅角方向の値に更新し、ノッキングの発生が悪い場合に
は進角方向の値に更新制御する演算手段と、上記メモリ
手段から読み出される記憶値と上記逐次補正値を演算し
た値とで上記基準制御値を補正し、81関の俗気筒の点
火時期を決定する決定手段と、この決定手段にニジ決定
さnた点火時期で上記機関に点火する点火手段とを備え
た機関点火時期制御装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58151286A JPS6043175A (ja) | 1983-08-17 | 1983-08-17 | 機関点火時期制御装置 |
| DE3430080A DE3430080C2 (de) | 1983-08-17 | 1984-08-16 | Zündzeitpunkt-Regelsystem für Verbrennungskraftmaschinen mit mehreren Zylindern |
| FR848412835A FR2550825B1 (ja) | 1983-08-17 | 1984-08-16 | |
| US06/641,506 US4527526A (en) | 1983-08-17 | 1984-08-16 | Ignition timing control system for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58151286A JPS6043175A (ja) | 1983-08-17 | 1983-08-17 | 機関点火時期制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6043175A true JPS6043175A (ja) | 1985-03-07 |
| JPS6244096B2 JPS6244096B2 (ja) | 1987-09-18 |
Family
ID=15515358
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58151286A Granted JPS6043175A (ja) | 1983-08-17 | 1983-08-17 | 機関点火時期制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6043175A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016075234A (ja) * | 2014-10-07 | 2016-05-12 | 日野自動車株式会社 | 点火時期の制御装置および制御方法 |
-
1983
- 1983-08-17 JP JP58151286A patent/JPS6043175A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016075234A (ja) * | 2014-10-07 | 2016-05-12 | 日野自動車株式会社 | 点火時期の制御装置および制御方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6244096B2 (ja) | 1987-09-18 |
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