JPH01294966A - 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】 【Ｍ業上の利用分野】

本発明は、吸入空気圧およびエンジン回転数を検出して
その時の点火時期の値を設定し、ノッキング検出時に、
上記の設定された点火時期の値を補正するようにした内
燃機関の点火時期制御装置に関するものである。

【従来の技術】

従来、電子式点火時期制御装置は、ノッキングを許容範
囲内に抑えることができる最大進角での点火時期制御を
行う工夫がなされており、例えば特開昭５５−９１７６
５号公報に示されるように、ＲＯＭ内に吸入空気圧およ
びエンジン回転数をパラメータとするマツプを設け、そ
こにモデルとなる基本の点火時期の値を書込んでおき、
その値での運転制御中にノッキングが発生した場合には
、補正値を算出して部分的に点火時期の値を補正するよ
うにしていた。 しかし、この方式では、モデルとなる基本点火時期の値
が、実際に使用するガソリンの品質（オクタン価）など
で大きくずれていた場合、これを全体的にシフトするよ
うな補正は行えず、したがって部分補正の頻度が高く、
学習に時間を要し、点火時期制御の上で好ましくない、
そこで、例えば特開昭５８−５７０７２号公報に示され
るように、複数のマツプをＲＯＭ内に用意して、ガソリ
ンのオクタン価に応じて選択使用する方式が提案されて
いるが、この方式では高度の相違する場所などの運転条
件の変化には対応できなかっな。 そこで、例えば特願昭５９−２８０５６４号に示される
ように、燃料のオクタン価やエンジン個々のバラツキ、
あるいは経時変化によるノッキング発生の限界の変化に
対応するため、ＲＯＭ内にエンジン回転数Ｎと基本燃料
噴射中Ｔｌ）をパラメータする高低２つの点火時期マツ
プを備え、まず、大まかに現在エンジンの要求している
点火時期の値が２つのマツプ間のどの位置にあるかを決
定する全体補正を行い、さらにエンジン回転数Ｎと基本
燃料噴射中ＴＩ）で区切った格子毎のノッキングの有無
により、それぞれの点火時期の値を部分補正するように
し、この部分補正値が所定の値より大きくなった場合に
は、全体補正値が不適当であると判定して、部分補正を
含めて今までの全体補正をクリアし、再度全体補正を実
行するようにしたものである。

【発明が解決しようとする課題】

しかし、上記のような先行技術では、エンジンの低回転
域では、吸入空気量が少なくエンジンルーム内の温度や
冷却水温の影響を受け、吸入空気温度の変化が大きく、
したがってノック限界の変化も高回転域より大きくなり
、再始動時や渋滞運転時などにノブキングが発生しやす
くなるので、部分補正値が大きくなって再度全体補正を
実行してしまう、このような再始動後などにおける吸気
温の上昇は、−時的なものであるにもかかわらず、全体
補正を実行したのでは、安定した点火時期の学習が不可
能となる。また、低回転域での吸入空気温の上昇による
ノック限界の変化に合わせて、全体補正の実行判定を行
う部分補正の基準値を大きく設定すると、中・高回転域
での全体補正実行の判定が行われにくくなり、真にノッ
ク限界（ガソリンオクタン価等）が変化した場合、すば
やく学習を行うことができなくなるなどの問題点があっ
た。　本発明は、上記のような問題点を解消するために
なされたもので、エンジン回転数に応じて特性切換えの
判定基準を変えることにより、吸気温などの影響による
不用な点火時期特性の切換えを防止できるようにするこ
とを目的とする。

【問題点を解決するための手段】

上記目的を達成するため、本発明は、吸入空気圧（また
は吸入空気量）およびエンジン回転数を検出してその時
の点火時期の値を設定し、ノッキング検出時に上記点火
時期の値を補正するにあたり、点火時期制御の必要領域
について全体的な補正係数を決めるために、制御開始時
にこれを取込んで演算し、その結果を制御必要領域の点
火時期補正に全体的に及

【よすとともに、次段では、吸入空気圧（または吸入空気量）およびエンジン回転数をパラメータとして分割されたマツプの各部分補正値を、所定条件時に学習して更新しつつ上記全体補正点火時期の値に対して与え補正するとともに、上記部分補正値が予め設定された基準値を越えると再び全体補正に戻るように構成された点火時期学習制御において、今までの全体補正を無効として新たな全体補正を行うことを判定する上記基準値を、エンジン回転数に応じて設定するようにしたものである。 【作　　用】

上記構成に基づき、全体補正の実行を判定する部分補正
の基準値の大きさを回転数の大きさによって設定するの
で、再始動時や渋滞運転時などの低回転域において、吸
入空気温の上昇などによる一時的なノック限界の変化に
対しては部分補正のみで対応可能となり、ガソリンオク
タン価などの状態に対応する全体補正は影響を受けるこ
とはない。

【実　施　例】

以下、本発明の一実施例を第１図ないし第９図によって
説明する。 第１図において、符号１は吸入管負圧（あるいは吸入空
気−ｔ　Ｑ　）を検出するセンサで、そのセンサ出力は
バッファ２を介してＡ／Ｄ変換器３に入力され、ここで
ディジタル変換される６、ｔな、エンジン回転数を検出
するクランク角センサ４の出力は、バッファ５を介して
割込み処理回路６に入力される。一方、ノッキング発生
時には、ノックセンサ７からノック信号が発生し、バッ
ファフィルタ８で動弁系振動などの定常振動によるノイ
ズがカットオフされ、その出力は２分されて一方は増幅
器９に入力し、他方は整流・積分回路１０において平均
化され、これを増幅器１１で増幅してレベル調整し、比
較器１２で比較してノック信号を判別、抽出する。これ
らのセンサ１，４の出力および比較器１２で抽出された
ノック信号は、入力ポート１３を介して、出力ボート１
４、ＣＰＵｌ５、ＲＡＭ１６、ＲＯＭ１７などで構成さ
れるマイクロプロセッセ１８に入力される。そして、Ｒ
ＯＭ１７のプログラムにしたがって演算された制御信号
は、出力回路１９を介して点火時期制御装置２０から点
火装置２１へ出力される。 ここで、ＲＯＭ　１７には、第４図に）、（ハ）に示す
ような、吸入空気圧（または吸入空気量）およびエンジ
ン回転数をパラメータとして所定の点火時期の値が格納
されているマツプ１７ａ　、　１７ｂ　、および第５図
に示すようなエンジン回転数Ｎをパラメータとする全体
補正実行判定基準（ト）マツプ１７ｃ、さらに第６図に
示すようなエンジン回転数Ｎと基本燃料噴射幅Ｔｐをパ
ラメータとする高低点火時期差マツプ１７ｄ（図で示す
ものは一例で、実際には１６ｘ　１６の２５６格子）が
備えられている。第１の点火時期マツプ１７ａ（以下、
ＭＢＴマツプと称す）には、当該内燃機関で発揮する許
容最大トルクでの点火時期の値が上限点火時期の値とし
て書込まれ、また第２の点火時期マツプ１７ｂ（以下、
基本マツプＭＡＰＳＴＤと称す）には、当該内燃機関で
使用される所定燃料、例えばレギュラーガソリンまたは
低オクタン価のガソリンにおいて、ノッキングを許容範
囲内に抑えることができる最大進角となるようなノック
限界の点火時期の値が、下限点火時期の値として書込ま
れている。 次に、点火時期演算装置２０の概略機能構成を示す第２
図において、エンジン回転数演算部２２は、クランク角
センサ４からの信号に基づきエンジン回転数Ｎを算出し
、また吸入空気量演算部２３は、吸入管圧力センサ１あ
るいはエアフローメータ１′からの信号により吸入空気
ＪｉＱを求め、算出されたエンジン回転数Ｎおよび吸入
空気量Ｑに基づき、基本燃料噴射幅演算部２４は基本燃
料噴射幅（噴射量）Ｔｐを算出する。そして、点火時期
演算部２５は、エンジン回転数Ｎおよび基本燃料噴射幅
Ｔｐ　　（または吸入空気圧や吸入空気量Ｑ）とにより
、点火時期マツプ１７ｂを検索して基本点火時期ＭＡＰ
ＳＴＤを算出すると共に、全体補正演算部２６における
後述の全体補正サブルーチンにより、ノック判定口Ｆ＃
Ｉ（比較器）１２からのノック信号によって全体補正係
数Ｋを求め、現在エンジンが要求している点火時期が２
つの点火時期マツプＭＢＴとＭＡＰＳＴＤとの間のどの
位置にあるかを大まかに決定し、全体補正値Ｋ、ΔＭＡ
ＰＭＢＴを、ΔＭＡＰＭＢＴ＝ＭＢＴ−ＭＡＰＳＴＤ求
める。 一方、全体補正終了後は、部分補正演算部２７において
、ノック判定回路１２からのノック信号によってエンジ
ン回転数Ｎと基本燃料噴射幅Ｔｏ　　（または吸入管圧
力、吸入空気量Ｑ）により区切られた格子毎に、部分補
正値ＲＥＴを後述する部分補正サブルーチンにより求め
る。！Ｌな、この部分補正値ＲＢＴが、第３図のフロー
チャートに示すように、エンジン回転数Ｎに応じて第５
図のマツプ１７ｃから設定される判定基準Ａと、第６図
のマツプ１７ｄからエンジン回転数Ｎおよび基本燃料噴
射幅ＴＩ）によって読出される高低点火時期マツプ差Δ
ＭＡＰＭＴとにより算出される所定の基準値を越すと、
全体補正実行判定部２８は、今までの全体補正値を部分
補正値と共にクリアして、再び全体補正演算部２６にお
ける新たな全体補正値の演算を実行させる。 以上の動作は第３図のフローチャートに示され、先ずス
テップ８１００において、制御開始時で全体補正が実行
されて、フラグＦＴＣＭＰ＝Ｏであるか否かを判別し、
ＦＴＣＭＰ＝Ｏとなっているとステップ５１０１に進み
、全体補正実行サブルーチンを後述するように実行する
。一方、ＦＴＣＭＰ＝１であればステップ３１０２へ進
み、部分補正実行サブルーチンを後述するように実行す
る０次に、ステップ５１０３において、全体補正実行判
定基準係数Ａを、エンジン回転数Ｎに応じて設定された
第５図のマツプ１７ｃより求め、ステップ５１０４へ移
り、高低点火時期マツプ差ΔＭＡＰＭＢＴを、エンジン
回転数Ｎと基本燃料噴射幅Ｔｐとにより第６図のマツプ
１７ｄより検索して求める０次いで、ステップ５１０５
において、部分補正値の絶体値が所定の基準値ΔＭＡＰ
ＭＢＴ−Ａを越えているか否かを判別し、以内であれば
そのまま現在の全体補正値のもとて部分補正実行サブル
ーチンを続行する。一方、部分補正値が所定の基準値を
越えると、ステップ３１０６へ移り、次回、今までの全
体補正値を部分補正値を含めてクリアし、フラグＦＴＣ
ＭＰをリセットしステップ３１００を介してステップ５
１０１の全体補正実行サブルーチンに復帰する。こうし
て、ステップ５１０７において、全体補正値および部分
補正値により、実際に出力する点火時期５ＰＫｒｅａｌ
の計算を行い、この点火時期信号を出力回路１９を介し
て点火装置２１へ出力し、その点火時期に点火を行う。 次に、全体補正および部分補正を行うマイクロプロセッ
サ１８の機能楕成の詳細を示す第７図において、基本点
火時期演算手段３０は、エンジン回転数Ｎおよび吸入空
気圧（または基本燃料噴射幅Ｔｐ）により、求めた基本
点火時期出力信号５ＰＫｔｏｔを出力し、合成器３１を
介して信号５ＰＫｒｅａｌとなり、エンジン３２の点火
装置を駆動する。また、点火時期補正手段３３は、エン
ジン回転数Ｎと吸入空気圧をパラメータとした１６ｘ　
１６の格子内に、点火時期の補正量ＲＥＴを書込んだマ
ツプを有しており、補正信号Ｓ　Ｐ　Ｋ　ｐｒｔを合成
器３１へ出力し、信号Ｓ　Ｐ　Ｋ　ｔｏｔに合成される
。補正回数保持手段３４は、補正回数を保持する同様な
マツプを有し、その出力信号ＮＵＭを学習曲１１１ｆ！
ｉ、持手段３５およびノック発生間隔判定値手段３６へ
出力する。 一方、エンジン３２の運転中に発生したノッキングは、
ノックセンサ７で検出され、ノック発生間隔・強度演算
手段３７に取込まれ、ノック強度の値についての信号は
ゲインマツプ３８に与えられ、そこでゲインマツプ３８
から取出された信号ＫＮＫは、学習曲線保持口ＰＩ）３
５からの補正係数ＬＮと乗算器４１で乗算され、対応す
る点火時期補正手段３３の点火時期補正量マツプＲＢＴ
の値を書換える。また、ノック発生間隔についての信号
は、比較器３９でノック発生間隔判定手段３６からの出
力信号（判定値ＡＤＪ）と比較され、その比較結果が進
角値設定手段４０に入りその進角値ＡＤＶが対応する点
火時期補正マツプＲＥＴの値を書換えるようになってい
る。 以上の構成において、全体補正のサブルーチンを第８図
に示すフローチャートによって説明する。 先ず、ステップ３２００において、そのときの吸入管圧
力センサ１　（またはエアフローメータ１′）およびク
ランク角（回転数）センサ４の値により、ＲＯＭ１７内
の２つのマツプ１７ａ　、　１７ｂのＭＡＰＳＴＤの値
（基本マツプの当該アドレスにおける点火時期の値）と
、ＭＢＴの値（ＭＢＴマツプの当該アドレスにおける点
火時期値）とを読出す０次いで、ステップ５２０１では
、両者の差であるΔＭＡＰＭＢＴを求める。 ΔＭＡＰＭＢＴ＝ＭＢＴ−ＭＡＰＳＴＤそして、補正点
火時期の値を求めるため、基本マツプＭＡＰＳＴＤの値
をΔＭＡＰＭＢＴに基づいて補正するが、補正量を求め
るためΔＭＡＰＭＢＴの値を予め定められた演算方式で
分割するものとして、ΔＭＡＰＭＢＴに乗する係数にの
変化域を第４図（Ｃ）のように決める。しかして、今の
運転状態が係数Ｋを決定するための判定領域、例えばＭ
ＡＰＳＴＤとＭＢＴとの間に数度以上（点火時期のＭ）
の差がある運転領域にあるか否かを、ステップ３２０２
で判別する。ここで、判定領域外であればステップ５２
０７に移行するが、判定領域内であればステップ５２０
３に移行する。 ステップ５２０３では、ノッキングが発生したか否かが
判定され、あればステップ８２０６へ移行し、なければ
ステップ５２０４へ進み、ここでノッキングがなくなっ
てから予め設定された所定時間間隔を経過したか否かを
判定され、所定時間を経過していなければステップ５２
０７へ移行するが、所定時間を経過していると、係数に
の増加を行うステップ５２０５へ進む、一方、ノッキン
グ発生があれば、（８Ｉｔ　Ｋの減少を行うステップ８
２０６へ進む。 このステップ５２０５およびＳ　２０６においては、各
ノック対応での点火時間補正の補正量についての上述の
演算方式における係数Ｋを決めるものである。ここで、
係数にの初期値を１／２とした場合、補正量Δにの初期
値は１／４となる。係数にの初期値が０または１の場合
には、補正量Δにの値は１／２となる。この場合、係Ｔ
＆にの初期値はどこからでもよく、最初の係数にの値は
１／２゜次回の係数にの値は１／４・・・などとなり、
係数には補正回数ごとに１／２ずつ減少あるいは増加さ
れ、ノッキングの有無によって次第にある点に補正係数
を収束して行く、そして、ステップ５２０７では、補正
量ΔＫが所定値まで小さくなったか否かを判別し、補正
量ΔＫが所定値以上ならば、次のノッキング発生の時に
も＋？４報の取込みができるように、ステップ５２０８
でフラグＦＴＣＭＰを０にリセットするが、補正量ΔＫ
が所定値以下に収束していれば、全体補正は終了したも
のと判定し、ステップ５２０９でフラグＦＴＣＭＰを１
にセットする。 このようにして、第３図のステップ５１０７において、
点火時期の値を下式から、 ＳＰＫｔｏｔ＝ＭＡＰＳＴＤ＋Ｋ　・ΔＭＡＰＭＢＴ求
めることになる。 なお、上記実施例において、補正量へにの最小値を幾つ
に定めるかで係数にの分解能は決定される。 そして、全体補正が終了すると、与えられた係数Ｋにつ
いて、点火時期の基本モデルの値は全制御領域に適用さ
れることになる。すなわち、基本点火時期設定手段３０
の出力信号は、上記係数にで補正された値をとることに
なる。 次に、フラグＦＴＣＭＰに１がセットされて、部分補正
のサブルーチンに移行した場合について、第９図のフロ
ーチャートによって説明する。 先ず、ステップＳ　３００において、エンジン回転数お
よび吸入空気圧（または吸入空気量、基本燃料噴射幅）
を計算し、現在の運転状態が部分補正の対象としている
制御領域内か否かの判断を次のステップＳ　３０１で行
う、範囲内にある場合は、ステップ５３０２にて、前回
までの点火時期の補正量５ＰＫｐｒｔ、補正回数ＮｔＪ
Ｍを点火時期補正量マツプ手Ｖｉ３３および補正回数保
持マツプ手段３４から検索により読出し、ステップ５３
０３で学習曲線保持手段３５から補正係数ＬＮを、また
ノック発生間隔判定手Ｆ１３Ｇから判定値ＡＤＪを、そ
れぞれ補正回数保持手段３４の出力信号ＮＵＭに対応し
て求める０次に、ステップ５３０４において、ノッキン
グ発生があったか否かを判別し、ノッキング発生があっ
た場合、ノック強度およびノック発生間隔を手段３７で
計算し、それによよる遅角量ＫＮＫをゲインマツプ３８
から、ステップ５３０５において検索によって読出し、
ステップＳ　３０６でこの遅角量ＫＮＫと補正係数ＬＮ
とを乗算器４１で掛は合わせて、実際の遅角量ＲＥＴｒ
ｅａｌを計算する。そして、ステップ５３０７で、前回
の補正量Ｓ　Ｐ　Ｋ　ｐｒｔから遅角量ＲＢ　Ｔ　ｒｅ
ａｌを差し引いて新しいＳ　Ｐ　Ｋ　ｐｒｔを求め、点
火時間正量マツプ３３にストアする。 一方、ノッキング発生がなかった場合には、ステップ８
３０８にて、手段３７で算出されるノック発生間隔がノ
ック発生間隔判定値ＡＤＪより長いか否かの判別を行い
、長かった（ある時間の間ノッキング発生がなかった）
ならば、ステップ５３０９で前回の補正量Ｓ　Ｐ　Ｋ　
ｐｒｔにある進角、１ＡＤＶを加えて、新しい補正量Ｓ
　Ｐ　Ｋ　ｐｒｔを求める０次いで、ステップ９３１０
において、この新しい補正量５ＰＫｐｒｔが（ＭＢＴ−
３ＰＫｔｏｔ　）より大きいか否かを判別し、実際の点
火時期がＭＢＴより進角しないようにする。しかし、大
きい場合は、ステップ５３１１において、（ＭＢＴ−３
ＰＫｔＯｔ　）を新しい補正量Ｓ　Ｐ　Ｋ　ｐｒｔとし
、一方小さい場合にはそのまま、ステップ５３１２で点
火時期補正量マツプ３３にストアする。 このようにして、部分補正のサブルーチン５１０２　（
第３図）が終ると、先に述べたように、ステップ５１０
５では、部分補正量Ｓ　Ｐ　Ｋ　ｐｒｔがある基準値を
越えたかどうかを判定する。この基１！値は。 部分補正ではそのギャップが大き過ぎ、基本点火時期の
Ｍ（モデル）を全体として変えた方がよいと考えられる
値に決められる。そして、越えない場合はそのまま部分
補正サブルーチン５１０２を続行するが、越えた場合に
は全体補正の係数Ｋが大きく実際とはずれていることを
意味するので、次回からもう一度全体補正がやり直され
ることとなる。この係数Ｋが大きくずれる原因（外乱）
は、ガソリンのオクタン価の変化、圧縮比、点火プラグ
変更などのエンジンパラメータの変化であるので、前記
基準値を、その運転状態の点火時期の差であるΔＭＡＰ
ＭＢＴの何％の値、または単に一定値で決めることも考
えられるが、先に述べたように、再始動時や渋滞運転時
など、−時的な吸気温の上昇でノック限界が変化し、部
分補正値ＳＰＫ　ｐｒｔが大きくなって再度全体補正を
実行してしまうという不都合をなくすため、第５図に示
すように、低回転時はど％が大きくなる全体補正実行判
定基準係数Ａを用い、ΔＭＡＰＭＢＴ−Ａを基準値とし
て設定するようにしたので、−時的な吸気温上昇による
不要な全体補正サブルーチンへの復帰を防止でき、安定
した点火時期の学習が可能となる。 以上のような全体補正、部分補正により、実際に出力す
る点火時期の値Ｓ　Ｐ　Ｋ　ｒｅａｌは、次式により、 ５ＰＫｒｅａｌ＝ＳＰＫｔｏｔ　＋ＳＰＫｐｒｔ＝ＭＡ
ＰＳＴＤ＋Ｋ・　（ＭＢＴ −ＭＡＰＳＴＤ＞ ＋　Ｓ　Ｐ　Ｋ　ｐｒｔ 求められる。 【発明の効果］ 以上述べたように、本発明によれば、ノックセンサから
の信号に基づいて、大まかに点火時期特性を決定する全
体補正と、小さな領域ごとに補正を行う部分補正からな
る点火時期学習制御において、部分補正量がある基準値
よりも大きくなると、今までの全体補正を無効として新
たな全体補正を行うようにし、この判定基準をエンジン
回転数に応じて設定するようにしなので、再始動の際や
交通渋滞などによる低エンジン回転時、吸入空気温度が
上昇して一時的なノック限界の変化が生じても、部分補
正のみで対応でき、ガソリンオクタン価やエンジンの経
時変化に対応すべき全体補正の実行には影響が及ばず、
安定した点火時期学習が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第９図は本発明の一実施例を示すもので、
第１図は点火時期ＷｆＪ御装置の構成を示すブロック図
、第２図は点火時期制御装置の概略機能構成を示すブロ
ック図、第３図は点火時期補正動作の概要を示すフロー
チャート、第４図は高低２つの点火時期マツプと全体補
正係数にの変化域を示す図、第５図は全体補正実行判定
基準■マツプ、第６図は高低点火時期差マツプ、第７図
は点火時期制御装置の具体的な機能構成を示すブロック
図、第８図は全体補正サブルーチンのフローチャート、
第９図は部分補正サブルーチンのフローチャートである
。 １・・・吸入管圧力センサ、４・・・回転数センサ（ク
ランク角センサ）、７・・・ノックセンサ、１８・・・
マイクロプロセッサ、２０・・・点火時期制御装置、２
５・・・点火時期演算部、２６・・・全体補正演算部、
２７・・・部分補正演算部、２８・・・全体補正実行判
定部。 特許出願人　　　富士重工業株式会社 代理人弁理士　　小　橋　信　淳 同　弁理士　　村　井　　　進 第４図 （ｂ）　　　　　　　　　　　　　　　　　（ｏ）△Ｍ
ＡＰＭＢＴ−ＭＢＴ−ＭＡＰＳＴＤ（Ｃ） 全頁４＾正克史時絹ＳＰＫ−ＭＡＰＳＴＤ＋Ｋ・△ＭＡ
ＰＭＢＴ第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 吸入空気圧（または吸入空気量）およびエンジン回転数
   を検出してその時の点火時期の値を設定し、ノッキング
   検出時に上記点火時期の値を補正するにあたり、 点火時期制御の必要領域について全体的な補正係数を決
   めるために、制御開始時にこれを取込んで演算し、その
   結果を制御必要領域の点火時期補正に全体的に及ぼすと
   ともに、次段では、吸入空気圧（または吸入空気量）お
   よびエンジン回転数をパラメータとして分割されたマッ
   プの各部分補正値を、所定条件時に学習して更新しつつ
   上記全体補正点火時期の値に対して与え補正するととも
   に、上記部分補正値が予め設定された基準値を越えると
   再び全体補正に戻るように構成された点火時期学習制御
   において、 今までの全体補正を無効として新たな全体補正を行うこ
   とを判定する上記基準値を、エンジン回転数に応じて設
   定するようにしたことを特徴とする点火時期制御装置。