JPS608468A - 内燃機関の点火時期制御方法 - 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】 本発明は内燃機関の点火時期制御方法に係り、特に機関
急加速時における点火時期制御方法に関する。　−′− 従来よシ、機関負荷（機関１回転当りの吸入空気量や吸
気管圧力）と機関回転数とに応じて基本点火進角を定め
、ノッキングの発生状態や機関冷期を制御する方法が知
られている。この吸入空気量はエアクリーナの下流側に
設けられたエアフローメータによシ検出され、また吸気
管圧力はスロットル弁下流側に設けられた圧力センサに
より検出される。かかる方法によって点火時期が制御さ
れる内燃機関においては、スロットル弁を急開して急加
速すると、スロットル弁の急開前のスロットル弁下流側
の空気圧がスロットル弁上流側の空気圧よシ低い状態か
ら同じ空気圧になるため、瞬間的にエアフローメータ等
で検出された空気量以上の空気が機関燃焼室に供給され
ることになる。

このため、空燃比が要求値よシリーンになると共に、実
際の機関負荷が検出負荷より高くなり、ノッキングが発
生し易くなる。

従って、従来ではスロットル弁急開状態から機関急加速
を検出するスロットルセンサをスロットル弁に取付け、
機関急加速時に直ちに一定量遅角させることが行なわれ
ている。しかし、かかる方法では実際にノッキングが発
生していなくても機な出力低下を招き、加速フィーリン
グが悪化する。

このため、急加速が検出されたとき所定値に設定される
急加速遅角量をノッキングが発生するまで保持し、ノッ
キングが発生したときこの急加速遅角量に相当する量点
火時期を遅角させることが提案されている。

しかし、急加速時にノッキングが発生せずその後定常的
な運転条件となった後でノッキングが発生した場合には
保持された急加速遅角量によシ、ノッキングが多発しな
いにもかかわらず大巾に点火時期が遅角されて出力が低
下するという問題が発生する。

本発明は上記問題点を解消すべく成されたもので、ノッ
キングが多発する急加速時の条件では遅角量を太きくシ
、ノッキングが多発しない定常的な条件となった後では
遅角量を小さくして出力の低下が起きないようにした内
燃機関の点火時期制御方法を提供することを目的とする
。

上記目的を達成するために本発明は、機関急加速が検出
されたとき所定値に設定されてノッキングが発生する捷
で第１の割合で減少されかつノッキングが発生した後節
１の割合よシ大きい第２の割合で減少される急加速遅角
量をめ、ノッキングが発生したとき予め定められた基本
点火進角から急加速遅角量を減算した値に基づいて点火
時期を制御するように構成したものである。

上記本発明の構成においては、ノッキングが発生した後
所定時間経過後から急加速遅角量を第２の割合で減少さ
せる態様および急加速が検出されてから所定時間経過後
に急加速遅角量を０にする態様を採シ得る。また、点火
時期を制御するにあたって、基本点火進角から急加速遅
角量を減算した値から更にノッキングが発生したとき点
火時期を遅角しかつノッキングが発生しないとき点火時
期を進角させる補正遅角量を減算して制御する態様を採
シ得る。

上記本発明の構成によれば、急加速時にノッキングが多
発する運転条件では急加速からノッキング発生までの時
間が短いため急加速遅角量の減少量が小さく、急加速か
らノッキングが多発しない定常的な運転条件となるに従
って急加速遅角量の減少量が大きくなシ、運転条件に応
じた遅角制御が行なえると共に、出力の低下を防止する
ことができる、という効果が得られる。

次に本発明が適用される内燃機関（エンジン）の−例を
第１図を参照して説明する。このエンジンはマイクロコ
ンピュータ等の電子制御回路によって制御されるもので
、図に示すようにエアクリーナ（図示せず）の下流側に
吸入空気量センサとしてのエアフローメータ２を備えて
いる。エアフローメータ２は、ダンピングチャンバ内に
回動可能に設けられ＊コンペンモーションプレート２Ａ
ト、コンベンセーションプレート２Ａの１Ｍ＆を検出す
るポテンショメータ２Ｂとから構成されている。従って
、吸入空気量はポテンショメータ２Ｂから出力される電
圧よシ検出される。また、エア　、フローメータ２の近
傍には、吸入空気の温度を検出する吸入空気温センサ４
が設けられている。

エアフローメータ２の下流側には、スロットル弁６が配
置され、このスロットル弁６にエンジン急加速を検出す
るスロットルセンサ２２が取付けられ、スロットル弁６
の下流側には、サージタンク８が設けられている。この
サージタンク８には、インテークマニホールド１０が連
結されており、このインテークマニホールド１０内に突
出して燃料噴射弁１２が配置されている。インテークマ
ニホールド１０は、エンジン本体１４の燃焼室１４Ａに
接続され、エンジンの燃焼室１４Ａはエキゾーストマニ
ホールド１６を介して三元触媒を充填した触媒コンバー
タ（図示せず）に接続されている。そしてエンジン本体
１４には、マイクロホン等で構成されて燃焼によるエン
ジンの振動を検出するノッキングセンサ１８が設けられ
ている。なお、２０は点火プラグ、２４はエンジン冷却
水温を検出する冷却水温センサである。

エンジン本体１４に取付けられた点火プラグ２゜は、デ
ィストリビュータ２６に接続され、ディストリビュータ
２６はイグナイタ２８に接続されている。このディスト
リビュータ２６には、ディストリビュータハウジングに
固定されたビックアップとディストリビュータシャフト
に固定されたシグナルロータとで各々構成された、気筒
判別センサ３０およびエンジン回転角センサ３２が設け
られている。この気筒判別センサ３０は、例えばクラン
ク角７２０度毎にマイクロコンピュータ等で構成された
電子制御回路３４へ気筒判別信号を出カシ、エンジン回
転角センサ３２は、例えばクランク角３０度毎にクラン
ク角基準位置信号を電子制御回路３４へ出力する。

上記スロットルセンサ２２は、第２図に示すように、基
端部がスロットル弁６の回動軸６ａに連結された略り字
状の回動片８０を備えている。回動片８００基端部には
、回動片８０の先端部方向に延在しかつ回動片８０の先
端と接触しないように第１の接触子８２の一端が固定さ
れている。また、回動片８０の先端には、第１の接触子
８２と平行になるように、絶縁材８４を介して第２の接
触子８６の一端が固定されている。この第２の接触子８
６は接地されている。櫛状の第１ＶＬ極８８と櫛状の第
２電極９０とが、電極の歯と歯の間に他方の電極の歯が
介在するようにして、第１の接触子８２に対向するよう
に配置されている。第１電極８８と第２電極９０の一端
は、各々抵抗９２、抵抗９４を介して電源に接続される
と共に、各々電子制御回路３４に接続されている。

このスロットルセンサは、スロットル弁６　カ［４〈方
向（図の矢印の方向）に回動されると、これに伴って回
動片８０が回動して、第１の接触子８２と第２の接触子
８６とが接触した状態で第１の接触子８２の先端が第１
電極８８と第２電極９０とに交互に接触して接地するた
め、第３図に示すような波形のパルス信号を出力する。

なお、スロットル弁が閉じる方向に回動された場合には
、第１の接触子８２と第２の接触子８６とが非接触状態
で回動されるため、パルス信号は出力されない。

電子制御回路３４は第４図に示すように、ランダム・ア
クセス・メモリ　（ＲＡＭ）３６、リード・オンリー書
メモリ（ＲＯＭ）３８、中央処理装置（ＣＰＵ）４０、
クロック（ＣＬＯＣＲ）４１、第１の入出力ボート４２
、第２の入出力ポート４４、第１の出力ポート４６およ
び第２の出力ポート４８を含んで構成され、ＲＡＭ３６
、ＲＯＭ３８、ＣＰＵ４０、ＣＬＯＣＲ４１、第１の入
出力ポート４２、第２の入出力ポート４４、第１の出力
ポート４６および第２の出力ポート４８は、データバス
やコントロールバス等のバス５０によ多接続されている
。

第１の入出力ポート４２には、バッファ（図示せず）、
マルチプレクサ５４、アナログ−ディジタル（Ａ／Ｄ）
変換器５６を介して、エアフローメータ２、冷却水温セ
ンサ２４および吸気温センサ４等が接続されている。こ
のマルチプレクサ５４およびＡ／Ｄ変換器５６は、第１
の入出力ポート４２から出力される制御信号によシ制御
される。

第２の入出力ポート４４には、スロットルセンサ２２の
第１電極８８および第２電極９０が接続されると共に、
波形整形回路６４を介して気筒判別センサ３０およびエ
ンジン回転角センサ３２が接続されている。また、第２
の入出力ポート４４には、バンドパスフィルタ６０、ピ
ークホールド回路６１、チャンネル切換回路６６および
Ａ／Ｄ変換器６８を介してノッキングセンサ１８が接続
されている。このバンドパスフィルタ６０は積分回路６
３番介してチャンネル切換回路６６に接続されている。

このチャンネル切換回路６６には、ピークホールド回路
６１の出力と積分回路６３の出力とのいずれか一方をＡ
／Ｄ変換器６８に入力するための制御信号が、第２の入
出力ポート４４から入力されており１、またピークホー
ルド回路６１には、リセット信号やゲート信号が第２の
入出力ポート４４から入力されている。

また、第１の出力ポート４６は駆動回路７０を介してイ
グナイタ２８に接続され、第２の出力ポート４８は駆動
回路７２を介して燃料噴射弁１２に接続されている。

電子制御回路３４のＲＯＭ３８には、エンレフ１回転当
シの吸入空気量とエンジン回転数とで定められた基本点
火進角のマツプや制御プログラム等が予め記憶されてお
り、エアフローメータ２およびエンジン回転角センサ３
２から入力される信号に基づいて基本点火進角が読出さ
れると共に、冷却水温センサ２４および吸気温センサ４
からの信号を含む各種の信号によシ、基本点火進角が補
正され、イグナイタ２８等が制御される。

次に、上記のようなエンジンに本発明を適用した場合の
実施例について詳細に説明する。なお、本発明の詳細な
説明するにあたっては、複雑化を避けるため最も不都合
のない数値を用いて説明することとするが、本発明はこ
れらの数値に限定されるものではなく各種のエンジンに
ついて最適な値が選択される。

第５図から第８図に本発明の第１実施例における処理ル
ーチンを示す。本実施例は急加速からノッキング発生ま
で０．０１°ＣＡ　／　４　ｍ５ｅｃの第１の割合で急
加速遅角量θＡＣを減少させ、ノッキング発生直後０．
１°ＣＡ／４ｍ５ｅｃの第２の割合で急加速遅角量θＡ
Ｃを減少させると共に、基本点火進角θＢＡｓＥから補
正遅角量θに七急加速運角蓋θＡＣとの和を減算した値
に基づいて点火時期を制御するようにしたものである。

第５図は本実施例のメインルーチンを示すもので、ステ
ップ９５でエンジン１回転当シの吸入空気量すなわちエ
ンジン負荷Ｑ／Ｎが０．４　Ｌ　／ｒ　ｅ　ｖ。

以下か否かを判断すると共に、ステップ９６でエンジン
回転数Ｎがｓ　ｏ　ｏ　ｒ、ｐ、ｍ以下か否かを判断す
ることにより、エンジン運転条件がノッキング制御領域
内に入っているか否かを判断する。負荷Ｑ／Ｎが０．４
　ｔ／　ｒ、ｔ　ｖ、を越えかつエンジン回転数Ｎが８
００γ、　ｐｏｍを越えているときは、エンジン運転条
件がノッキング制御領域に入ったと判断してステップ９
８においてノッキング制御フラグ階Ａをセットする。一
方、その他の場合にはエンジン運転条件がノッキング制
御領域に入っていないため、ステップ９７でノッキング
制御フラグＦＫＣＡをリセットする。

第６図は、急加速を判定して急加速遅角量θＡＣを設定
するルーチンを示すもので、スロットルセンサの第１電
極および第２電極から出力されるパルス信号の立下シで
割込まれる。ステップ１００で第１電極の出力信号の立
下シによる割込みが否かを判断し、第１電極による割込
みのときはステップ１０１でフラグＦｅＯ値が０が否か
を判断し、フラグＦｅの値がＯならばステップ１０３に
おいてフラグＦｇＯ値を反転する。また、第１電極によ
る割込みでないときは、ステップ１０２で７ラグＦｇＯ
値が１か否かを判断し、フラグＦｅの値が１ならばステ
ップ１０３で７ラグＦｔの値を反転する。一方、ステッ
プ１０１で７ラグＦｅの値が１のときおよびステップ１
０２で７ラグＦ６の値が０のときは、ステップ１０６へ
進む。

ステップ１０４では、４ｍ５ｅｃ毎に実行される第８図
のステップ１１７でカウント値ＴＡＣがインクリメント
される加速タイマのカウント値ＴＡＣが２５（＝１００
ｍ（８））以下が否かを判断して急加速か否かを判断す
る。この加速タイマは、第１電極から出力される信号の
立下）と第２電極から出力される信号の立下シとの間の
時間をカウントするものであシ、カウント値ＴＡＣが小
さいほど急加速であることを示している。カウント値Ｔ
ＡＣが２５以下であるときは急加速と判断して、ステッ
プ１０５で急加速遅角量θＡＣの値を８°ＣＡとしてＲ
ＡＭの所定エリアに記憶してステップ１０６でカウント
値ＴＡＣをクリアする。カウント値ＴＡｃが２５を越え
るときは、そのままステップ１０６でカウント値ＴＡＣ
をクリアする。

第７図は補正遅角量θにと実行点火進角θ、ｔとを演算
するルーチンを示すものであシ、このルーチンは９０°
ＣＡ　Ｂ　Ｔ　Ｄ　Ｃで割込まれる。ステップ１０７に
おいてノッキング制御フラグＦ’ｘｃＡ　がセットされ
ているかを判断してノッキング制御領域か否かを判断す
る。ノッキング制御領域である場合にはステップ１０９
で、各気筒の爆発行程の所定クランク角範囲（例えば、
１００ＣＡＡＴＤＣ〜５０°ＣＡＡＴＤＣ付近）におい
て、バンドパスフィルタ６０、ピークホールド回路６１
、チャンネル切換回路６６およびＡ／Ｄ変換器６８を介
して入力される所定周波数螢域（７〜８ＫＨｚ）の電気
信号のピーク値ａと、各気筒の爆発行程以外において、
バンドパスフィルタ６０．積分回路６３、チャンネル切
換回路６６およびＡ／Ｄ変換器６８を介して入力される
バックグラウンドレベルｂに定数ｋを乗算した判定レベ
ルｋｂとを比較することによυノッキングが発生したか
否かを判断する。

ノッキングが発生したと判断された場合には、ステップ
１１１でノッキングフラグＦｘをセットすると共に、ス
テップ１１２で補正遅角量θにの値を０．４°ＣＡ増加
させる。一方、ノッキングが発生しないと判断されたと
きには、ステップ１１０で補正遅角量θにの値を０．０
８°ＣＡ減少させる。次のステップ１１３では、ノッキ
ングフラグＦＫがセットされているか否かを判断し、セ
ットされていればステップ１１４およびステップ１１６
において、ＲＯＭより読出した基本点火進角θＢＡＳＥ
がら急加速遅角量θＡＣと補正遅角量θにとの和を減算
して実行点火進角θげをめる。一方、ノッキングフラグ
ＦＫがセットされていなければ、ステップ１１５および
ステップ１１６において基本点火進角θＢＡｓＥから補
正遅角量θＫを減算した値を実行点火進角θＬ２とする
。

ステップ１０７でノッキング制御領域でないと判断され
たときは、ステップ１０８で補正遅角量θにの値を０と
してステップ１１５およびステップ１１６で実行点火進
角θＬ２をめる。

第８図は急加速判定の基準となるカウント値ＴＡＣをイ
ンクリメントすると共に補正遅角量θＡＣを減小させる
４　ｍ５ｅｃ毎の割込みルーチンを示すものである。ま
ず、ステップ１１７でカウント値ＴＡＣを１インクリメ
ントし、ステップ１１８でカウント値ＴＡＣが３０以下
か否かを判断し、カウント値ＴＡＣが３０を越えていれ
ばカウント値のオーパンローを防止するためステップ１
１９でカウント値ＴＡＣを３０とする。ステップ１２０
では、ノッキングフラグＦｘがセットされているか否か
すなわちノッキングの発生が検出されたか否かを判断し
、フラグＦｘがリセットされていればステップ１２２で
急加速遅角量θＡＣを０．０１°α減少させフラグＦｘ
がセットされていればステップ１２１で急加速遅角量θ
ＡＣを０．１°ＣＡ減少させる。そして、仏のステップ
１２良では、急加速遅角量θＡＣが０以上か否かを判断
し、急加速遅角量が０未満ならばステップ１２４で急加
速遅角量を０とすると共にステップ１２５で７ラグＦｘ
をリセットする。なお、急加速遅角量θＡＣが０以上な
らばそのまま次のルーチンへ進む。

以上の結果、急加速遅角量θＡＣは、急加速時に所定値
に設定されてノッキングが発生するまで第１の割合で減
少され、ノッキングが発生した後節１の割合よシ大きい
第２の割合で減少される。そして、ノッキングが発生し
たとき基本点火進角から補正遅角量と急加速遅角量との
和が減算され、更にエンジン冷却水温等に応じて補正さ
れ、との補正された値で点火されるようにイグナイタが
オンオフ制御される。

上記のように制御した場合における急加速遅角蓋θＡＣ
の変化を第９図に示す。図の破線は演算結果を示すもの
である。

上記の実施例においては、急加速時のノッキング発生時
に補正遅角量と急加速遅角量との和の値遅角させている
ため、急加速前のエンジン運転条件に応じた遅角制御が
行なえる、という効果が得られる。すなわち、急加速前
にノッキングが多発する運転条件では補正遅角量が大き
くされるため、急加速のノッキング発生時において急加
速前にノッキングが発生しない運転条件よシ大きく遅角
されることになる。

次に本発明の第２の実施例について第１０図および第１
１図を参照して説明する。本実施例は、急加速が検出さ
れてから３００　ｍ５ｅｃの間怠加速遅角量を０．０１
°ＣＡ　／　４　ｍ５ｅｃの割合で減少させて３００　
ｍ５ｅｔ：経過したときに急加速遅角量を０とし、また
、ノッキングが発生したとき０１°ＣＡ　７４　ｍ５ｅ
ｃの割合で急加速遅角量θＡＣを減少させるようにした
ものである。なお、本実施例における第１０図は第１の
実施例の第６図に対応じ、第１１図は第８図に対応する
ため同一部分には同一符号を付して説明を省略する。ま
た、本実施例の他のルーチンは第１の実施例と同様であ
るので説明を省略する。

第１θ図では、ステップ１０５で急加速遅角量θＡＣを
８°ＣＡに設定した後、ステップ１２６において、００
１°ＣＡ　／　４　ｍ５ｅｃの割合で急加速遅角量を減
少させるタイマのカウント値ＴＡＣｔ　を７５（＝　３
００　ｍ５ｅｃ）に設定する。第１１図においては、ス
テップ１２０でノッキングフラグＦＫがリセットされて
いると判断されたときにステップ１２７でカウント値Ｔ
ＡＣｔを１デクレメントする。次のステップ１２８では
カウント値ＴＡＣｔがθ以下か否かを判断し、０以下な
らばステップ１３０でカウント値ＴＡＣｔ　をＯとする
。一方、カウント値ＴＡｃｔ　が０を越えている場合に
はステップ１２２で急加速遅角量θＡＣを０．０１°Ｃ
Ａ減少させる。また、ステップ１２゛１で急加速遅角量
θＡＣを０．１６ＣＡ減少させた後は、ステップ１２９
でカウント値ＴＡｃｔ　をＯとする。

以上の結果、急加速が検出されてから所定時間の間怠加
速遅角量が第１の割合で減少され、ノッキングが発生し
た後は第２の割合で急加速遅角量が減少され、所定時間
経過後に急加速遅角量がＯにされる。

第２の実施例によれば、所定時間後に急加速遅角量を０
にしているため、出力の立上りが早くなる、という効果
が得られる。

次に本発明の第３実施例を第１２図に基づいて説明する
。第１２図は、急加速遅角量を減少させるだめの４　ｍ
ｓｔ＜毎の割込みルーチンを示すものであシ、第１の実
施例における第８図のルーチンに対応しているため同一
部分には同一符号を付して説明を省略する。また、未実
施例における他のルーチンについては第１の実施例と同
様であるので説明を省略する。本実施例は、急加速から
ノッキングが発生して１００　ｍ５ｅｃ経過するまで０
．０１°ＣＡ／　４　ｍ（８）の割合で急加速遅角量を
減少させ、その後０．１°ＣＡ　／　４　ｍ５ｅｃの割
合で急加速遅角量を減少させるようにしたものである。

ステップ１２０で７ツキングフラグＦＫがセットされて
いると判断された場合には、ステップ１３１においてノ
ッキング発生からの時間を示すタイマのカウント値ＴＡ
Ｃｔ１を１インクリメントし、ステップ１３２でカウン
ト値ＴＡｃｔ１が２５（＝１００　ｍ５ｅｃ　）以上に
々つだか否かを判断する。カウント値ＴＡｃｔｔが２５
以上の場合にはオーバフローを防止するためにステップ
１３３でカウント値ＴＡｃｔ１を２５としてステップ１
２１で急加速遅角量θＡＣを０．１°ＣＡ減少させる。

一方、カウント値ＴＡｃｔｓが２５未膚のときはステッ
プ１２２で急加速遅角量θＡＣを０．０１°ＣＡ減少さ
せる。また、ステップ１２０でノッキングフラグＦＫが
リセットされていると判断されたときは、ステップ１３
４でカウント値ＴＡｃｔｌをＯにした後、ステップ１２
２で急加速遅角量θＡＣを０．０１°ＣＡ減少させる。

以上の結果、急加速時に急加速遅角量が設定されてノッ
キング発生後所定時間経過するまで第１の割合で急加速
遅角量が減少され、その徒弟２の割合で急加速遅角量が
減少される。

上記本実施例によれば、ノッキング発生後一定期間減少
割合の少ない急加速遅角量が保持されるため、カウント
値ＴＡｃｔｌを適宜設定することによシ急加速遅角量が
効果を及ぼす期間を簡単に適合させることができる、と
いう効果が得られる。

第１３図に、本実施例の急加速遅角量の変化を示す。な
お、破線は計算値を示すものである。

なお、上記ではエンジン１回転当りの吸入空気量とエン
ジン回転数とに応じて基本点火進角を定めるエンジンに
ついて説明したが、本発明は吸気管圧力とエンジン回転
数に応じて基本点火進角を定めるエンジンにも適用する
ことが可能である。

この場合、スロットル弁下流側に設けられた圧力センサ
により吸気管圧力が検出される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用されるエンジンの一例を示す概略
図、第２図はスロットルセンサの詳細を示す回路図、第
３図はスロットルセンサから出力される信号波形を示す
線図、第４図は第１図の電子制御回路の詳細を示すブロ
ック図、第５図は本発明の第１の実施例におけるメイン
ルーチンを示す流れ図、第６図は第１の実施例における
スロットルセンサの信号による割込みルーチンを示す流
れ図、第７図は第１の実施例における９０°ＣＡＢＴＤ
Ｃでの割込みルーチンを示す流れ図、第８図は第１の実
施例の４　ｍ５ｅｃ毎の割込みルーテンを示す流れ図、
第９図は第１の実施例における急加速遅角量の変化を示
す線図、第１０図は本発明の第２実施例におけるスロッ
トルセンサの信号による割込みルーチンを示す流れ図、
第１１図は第２の実施例の４　ｍ５ｅｃ、毎の割込みル
ーチンを示す流れ図、第１２図は本発明の第３実施例例
おける４原毎の割込みルーチンを示す流れ図、第１３図
は第３の実施例における急加速遅角量の変化を示す線図
である。 ６・・・スロットル弁、 １８・・・ノッキングセンサ、 ２２・・・スロットルセンサ、 ３４・・・電子制御回路。 代理人　鵜　沼　辰　之 （ｔｉ　１７もン 第１０図 第１１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）機関急加速が検出されたとき所定値に設定されて
   ノッキングが発生するまで第１の割合で減少されかつノ
   ッキングが発生した後前記第１の割合よシ大きい第２の
   割合で減少される急加速遅角量をめ、ノッキングが発生
   したとき予め定められた基本点火進角から前記急加速遅
   角量を減算した値に基づいて点火時期を制御する内燃機
   関の点火時期制御方法。