JPS62255576A - エンジン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】 （産業上の利用分野） 本発明は、エンジンのノッキングを検出してノッキング
を抑制するように点火時期を制御するエンジンの点火時
期制御装置に関する。

（従来技術） エンジンのノッキング状態を検出するためのノックセン
サを備え、このノックセンサからの信号に基づいてエン
ジンの点火時期を制御しノッキングを抑制するようにし
たエンジンは公知である。

例えば、特開昭５８−２８５９７号公報には、このよう
な点火時期を制御することによってノッキングを抑制す
る制御装置が開示されている。この開示された装置では
、エンジンは振動を検出する振動検出素子を備えており
、この振動検出素子からの電気信号の振幅値の複数の点
火サイクルにおける平均値を各気筒毎に別個に算出して
記憶し、ノッキングの発生を気筒毎に検出して各気筒毎
に点火時期を遅角方向に制御するようになっている。

（解決しようとする問題点） 上記特開昭５８−２８５９７号公報に開示されたエンジ
ンでは、各気筒ごとにノッキングを検出してそれぞれの
気筒に対応した点火時期制御を行うようになっているの
で、各気筒に対して一様にノッキング制御を行う方法に
比べて精度の高いノッキング制御を行うことができる。

しかし、このようにノッキングを抑制するために点火時
期を遅らせるように制御するとエンジンのトルクが低下
するという問題がある。したがって、トルク性能の面か
らは、極力最適点火時期からの遅角量を小さくすること
が望ましい。

このためこの種のノッキング制御装置においては、ノッ
キングが発生すると点火時期を所定量遅角するとともに
、ノッキングが発生しない状態では、最適点火時期に近
づくように点火時期を進角する点火時期のフィードバッ
ク制御を行うようになっている。しかし、点火時期がト
ルク性能に与える影響は一様でなく遅角量が大きくなる
程トルクの落ち込み最は大きくなる傾向を有する。トル
ク変動の少なくするために点火時期のフィードバッタ制
御量を小さくするとノッキング制御の応答性が悪くなり
、有効にノッキングを抑制することができなくなるとい
う問題がある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記事情に鑑みて構成されたもので、有効に応
答性良くノッキングを抑制することができるとともに、
ノッキング抑制のための点火時期制御に起因するトルク
変動を最小限にとどめることが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している。

本発明の点火時期制御装置は、ノッキングを検出するノ
ッキング検出手段と、該ノッキング検出手段からの信号
に基づき、ノッキングが発生した場合には、点火時期を
遅角し、ノッキングが発生しない運転状態では、点火時
期を進角するように点火時期のフィードバック制御を行
うエンジンの点火時期制御装置において、前記ノッキン
グによる点火時期の遅角量が増大するのに応じて前記点
火時期のフィードバック制御量を減少するように構成さ
れたことを特徴とする。

本発明によれば、ノッキング抑制のための点火時期のフ
ィードバック制御を行うに当たって、点火時期の遅角量
のトルク性能に与える影響を考慮してフィードバック制
御量を設定するようにしている。すなわち、点火時期の
変化がトルク性能に与える影響の比較的すくない最適点
火時期付近ではフィード／＜ツタ制御量を比較的大きく
設定し、最適点火時期からの遅角量が大きくなるに従っ
て該制御量を小さくするように制御する。

（発明の効果） 本発明によれば、最適点火時期付近では、点火時期のフ
ィードバック制御量は比較的大きく設定されるので、ノ
ッキングを応答性良く抑制することができる。この領域
では、点火時期の変更はトルク性能に大きな影響を与え
ないので、大きなトルク変動が生じる恐れはない。そし
て、最適点火時期からの遅角量が大きくなるにつれて、
フィードバック制御量が小さくなるように制御されるの
で、遅角量が大きい状態でのノッキング制御に起因する
トルク変動も小さくすることができる。したがって、本
発明によれば、ノッキングを有効に抑制することができ
るとともに、ノッキング抑制のための点火時期制御に起
因するトルク変動を極力抑えることができる。

（実施例の説明） 以下、図面を参照しつつ本発明の実施例につき説明する
。

第１図を参照すれば、本例のエンジン１は４気筒レシプ
ロエンジンであり、各気筒はシリンダブロック２の内部
を摺動するピストン３を備えている。ピストン３の上方
空間は燃焼室４を構成するとともに燃焼室４には、吸気
ボート５および排気ポート６が開口している。これらの
吸気ボニト５および排気ポート６には、それぞれ吸気弁
７および排気弁８が組合わされる。吸気ボート５には、
吸気通路９が連通してふり、該吸気通路９の上流端には
、エアークリーナ１０が取り付けられる。

エアークリーナｌＯの下流側には、吸気量を検出するエ
アーフローセンサ１１が、さらに下流には、スロットル
弁１２がそれぞれ配置される。エアーフローセンサ１１
には、吸気温度を検出する吸気温センサｌｌａが取りつ
けられる。またスロットル弁１２の下流には、サージタ
ンク１３が形成され、さらに下流には燃量を噴射供給す
るインジェクター１４が配置されて、吸気系を構成する
。また、排気ポート６には排気通路１５が連通して、排
気系を構成する。

さらに、燃焼室４には点火プラグ１６が臨ませられてお
り、この点火プラグ１６の点火時期を制御するためにイ
グニッションコイルユニット１７が設けられる。

また、シリンダブロック２に形成されるウォータジャケ
ット１８には冷却水温度を検出する水温センサ１９が取
りつけられるとともに、エンジン振動を検出することに
よりノッキングを検出するノックセンサ２０が取りつけ
られる。さらに、本例のエンジンｌのシリンダヘッドに
は、カムシャフト（図示せず）の回転からクランク軸回
転角を検出するクランク角センサ２１が設けられている
。

本例のエンジン１では、このクランク角センサ２■から
の信号により、気筒を識別するための信号が得られるよ
うになっている。

さらに本例のエンジン１は燃料噴射および点火時期を制
御するために、好ましくは、マイクロコンピュータを含
んで構成されるコントローラ２２を備えている。第２図
を併せて参照すれば、コントローラ２２には、エアーフ
ローセンサ１１、吸気温センサｌｌａからの吸気量およ
び吸気温度を表す信号がそれぞれ人力される。

また、コントローラ２２には、スロットル弁１２の開度
を検出するスロットル開度センサ１２ａ１水温センサ１
９からの信号、クランク角センサ２１からのクランク角
信号および気筒識別信号、およびスタータ信号が人力さ
れるようになっている。

ノックセンサ２０からの信号は、バンドパスフィルタ２
４を通過することによって所定範囲の周波数の信号だけ
が選択されるようになっている。

コントローラ２２おいて、バンドパスフィルタ２４を通
過した信号は一方で、直接比較器２５に入力されるよう
になっているとともに、他方で、ノッキング判定のため
の基準レベルを作成する回路２３に人力される。比較器
２５からの信号はノック判定回路２６に入力されてノッ
キングの判定が行われる。そして、ノック判定回路２６
からの信号は、気筒判定回路２７に人力され、当該ノッ
キング信号の発生している回路が特定される。

コントローラ２２は各気筒毎に点火時期の遅角量ｅ、を
算出する手段を設けており、この場合、気筒判別回路２
７からの各気筒毎のノッキング信号は各気筒毎に設けら
れた平均遅角量算出回路２８に入力されて、所定時間範
囲のノッキング信号の平均値■７．７石、ツー、および
Ｆ石が算出されるようになっている。そして、平均遅角
量算出回路２８からの信号は、各気筒毎に設けられた点
火時期の遅角量ｅ□、θ、２、θ８２、およびｅＫ４を
算出する遅角量算出回路２９に入力される。

また、水温センサ１９からの信号は水温に応じて遅角量
の補正値θ、、を算出する回路３０に入力される。さら
に吸気温センサｔｔａからの信号は、吸気温に応じた補
正値ｅＡ　Ｔを算出する回路３１に人力される。また、
エアーフローセンサ１１又はスロットル弁開度センサ１
２ａおよびクランク角センサ２１からの信号は、メモリ
３２に人力され該メモリ３２に記憶されたマツプから基
本遅角量ｅＢＡＳ２が算出される。

コントローラ２２はこれらの算出された遅角量に基づい
て所定の演算をおこない最終点火時期ｅ１．を算出し、
この値を点火信号発生回路３３に人力する。そして、当
該気筒の点火時期がきたときイグナイタ３４に対して点
火信号を出力する。

以下本例の制御について説明する。

第３図には、点火時期の制御ルーチンのフローチャート
が示されている。

第３図を参照すれば、コントローラ２２はまずシステム
を初期化するとともに、読み込んだ各種のデータからエ
ンジンｌが始動状態にあるかどうかを判断し、始動状態
にある場合には、点火時期を所定の一定値に設定してハ
ード点火を行う。また、始動時でない場合には、点火時
期を計算値を基づいて決定するソフト点火に切り換える
。つぎに、コントローラ２２は、エンジンのアイドル状
態かどうかを判定しアイドル状態である場合にはアイド
ル進角θＩＤＬを算出してこれを点火進角θ１、として
設定する。また、始動時でなく、かつアイドル状態でも
ない運転状態すなわち、通常の運転状態では、コントロ
ーラ２２は、エンジン回転数Ｎ、、および吸気ＩＱ、に
基づくマツプを用いて基本進角ｅＲＡ、２を決定する。

そして、コントローラ２２はさらに水温センサ１９から
の信号に基づき点火時期の水温補正進角θ１．と、吸気
温センサｌｌａからの信号により、吸気温補正進角ｅＡ
Ｔをそれぞれ算出する。

つぎに、コントローラ２２は第４図のフローチャートに
示されるサブルーチンを実行してノック補正進角θ□を
算出する。

第４図を参照すれば、コントローラ２２は当該気筒Ｎを
判別してノッキング強さＩＩｌを読み込む。

つぎに、コントローラ２２は運転状態を判別してノッキ
ング制御領域かどうかを判定し、ノッキング制御領域で
ない場合には、本例の点火時期によるノッキング制御は
行わないこととしている。そして、ノッキングが発生し
ている場合には、その発生しているノッキング強さＩＫ
　におうして、遅角’Ｉｔ　ｅＲを算出する。つぎに、
コントローラ２２は、この遅角ｍｅＲの値に応じて、補
正値に、を算出する。この場合、補正ｆｌＩＫ４は遅角
量ｅ、の関数のマツプとして所定のメモリに記憶されて
おり、遅角量θ、が大きくなる程小さくなるように設定
されている。

つぎに、コントローラ２２は、現在のノック補正進角ｅ
Ｋ、、が予め設定された最大ノック補正進角θｉ、っ以
下である場合に限り、新たなノック補正進角ｅＸｎを演
算する。すなわち、本例の制御ではノック補正進角θ、
を制限してトルク性能への悪影響を極力少なくするよう
にしている。

そして、コントローラ２２は現在のノック補正進角ｅＭ
、、を補正して新たなノック補正進角ｅい＝θつ。＋ｅ
ｉＸＫｉを演算する。

また、ノッキングが生じていない場合には、コントロー
ラ２２は現在のノック補正進角ｅ　Ｋ、、の値を判断し
て、補正進角ｅ１の値が正である場合には、遅角量を小
さくするための補正値ＫＡをマツプから読み込む。補正
値ＫＡは平均ノック補正進角の関数として、与えられて
おり、ノック補正進角が大きくなるのに応じて小さくな
るように設定されている。

つぎに、コントローラ２２は、現在のノック補正進角ｅ
Ｘ、、の値を補正して、新たなノック補正進角θｈ＝θ
、−θＡＸＫＡを算出する。この場合進角量θ、はノッ
キングが生じていない場合の、点火時期補正量である。

上記のように、本例の制御においては、ノッキングが生
じていない場合には、徐々に遅角量を減少して、点火時
期が最適点火時期に近づくように制御するとともに、そ
の制御量を遅角量が大きくなるにしたがって、小さくす
るようにして、大きなトルク変動が生じないように考慮
している。

以上の処理によって、ノッキング制御のサブルーチンの
演算を完了し、コントローラ２２は再び第３図のルーチ
ンの処理を継続することとなる。

つぎに、コントローラ２２は第３図において、上記の手
順で得られた各種の進角補正値を演算して最終の点火進
角値として出力すべき点火進角θ１９をｅ１９＝ｅｌｌ
Ａｓｌ：十θ、〒＋θｗ丁−θに、、として与える。

そして、コントローラ２２はこの最終的に得られた点火
進角値θ１．を当該気筒の点火時期まで、内部の所定の
カウンタに格納する。

以上の本例の制御によれば、点火時期は極力最適点火時
期に近づくように制御されるようになっているとととも
に、ノッキングが生じた場合には点火時期の所定の遅角
制御を行って、ノッキングを有効に抑制するようになっ
ている。この噛合、点火時期とトルク変動との関係は、
第５図に示すように最適点火時期からの遅角量または、
進角量が増大するにしたがってトルクの低下傾向は顕著
となる。このため、単にノッキングの発生に応じて同一
の遅角制御量θ、による制御を行うと、遅角量が大きい
運転状態では、図に示すように、トルク変化ΔＴ２は遅
角量が少ない運転状態でのトルク変化ΔＴ＋よりも大き
くなり、乗員の不快感が増大するとともに、出力性能の
面でも好ましくない。この点に鑑み、本例の制御では、
上記のように、最適点火時期からのオフセット量が増大
するのに応じて、点火時期の制御量を減少するように構
成している。これによって、トルク変動を極力小さくし
て、ノッキングを有効に抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例に係るエンジンの全体概略図
、第２図はコントローラのブロック図、第３図は点火時
期制御ルーチンのフローチャート、第４図はノッキング
制御サブルーチンのフローチャート、第５図は点火時期
とトルク変化との関係を示すグラフである。 ■・・・・・・エンジン、２・・・・・・シリンダブロ
ック、３・・・・・・ピストン、４・・・・・・燃焼室
、５・・・・・・吸気ポート、６・・・・・・排気ボー
ト、７・・・・・・吸気弁、訃・・・・・排気弁、９・
・・・・・吸気通路、ｌＯ・・・・・・エアークリーナ
、ｌｌ・・・・・・エアーフローメータ、１２・・・・
・・スロットル弁、１３サージタンク、１４・・・・・
・インジェクター、１５・・・・・・排気通路、１６・
・・・・・点火プラグ、２０・・・・・・ノックセンサ
、２１・・・・・・クランク角センサ、２２・・・・・
・コントローラ、２４・・・・・・バンドパスフィルタ
、２５・・・・・・比較器、３４・・・・・・イグナイ
タ。 第１図 第４図 Ｃ士Ｄ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ノッキングを検出するノッキング検出手段と、該ノッキ
   ング検出手段からの信号に基づき、ノッキングが発生し
   た場合には、点火時期を遅角し、ノッキングが発生しな
   い運転状態では、点火時期を進角するように点火時期の
   フィードバック制御を行うエンジンの点火時期制御装置
   において、前記ノッキングによる点火時期の遅角量が増
   大するのに応じて前記点火時期のフィードバック制御量
   を減少するように構成されたことを特徴とするエンジン
   の点火時期制御装置。