JPS6255464A - 内燃機関の制御装置 - 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〕 この発明は、内燃機関の制御装置に関し、特に点火時期
を制御する制御装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、内燃機関の点火時期を制御する点火時期制御装置
として、例えば機関の筒内圧力を検出する筒内圧センサ
（燃焼圧力振動センサ）を気筒別に備え、この筒内圧セ
ンサの検出信号からノッキング振動周波帯域の信号成分
を分離抽出し、この抽出信号を内燃機関の圧縮行程で積
分した値を気筒の代表出力値（Ｂ）とし、爆発行程で積
分した値をノックの代表出力値（Ｋ）として、それ等の
比（Ｋ／Ｂ）が予め定めた目標値になるように。

気筒別に点火時期を補正制御するものがある（特開昭５
９−１１６０３０号公報参照）。

つまり、機関において圧縮行程におけるノッキング振動
周波帯域の振動成分はノッキングが発生しても変わらな
いのに対して、爆発行程におけるノッキング振動周波帯
域の振動成分はノッキングの発生により増え、またノッ
キング強度が強い程振動が激しい。

そこで、機関の筒内圧力からノッキング振動周波帯域の
成分を分離抽出し、圧縮行程、爆発行程でそれぞれ積分
し、ノッキングに関係のない区間の気筒の代表出力値（
Ｂ）及びノッキング強度に対応したノックの代表出力値
（Ｋ）を検出し、この比（Ｋ／Ｂ）が予め定めた目標値
を越える頻度が一定になるように、気筒別に点火時期を
制御して内燃機関の出力を低下することなくノンキング
を回避するようにしている。

〔発明が解決しようとしている問題点〕しかしながら、
このような内燃機関の制御装置にあっては、圧縮行程の
積分値である気筒の代表出力値（Ｂ）を点火時期の制御
に使用している。

そのため、積分器の不調時や筒内圧センサの検出結果の
圧縮行程の部分に異常振動が発生したときに気筒の代表
出力値ＣＢ）が異常な値になり。

それに基づいて点火時期制御を行なっている気筒の点火
時期が不適切になることがある。

また、このような内燃機関の制御装置にあっては、特定
の気筒と筒内圧センサとの対応関係は一義的に固定され
、その特定の気筒の点火時期制御は１個の筒内圧センサ
の検出出力のみに基づいて行うようになっている。

そのため、筒内圧センサの不調時や積分器の不調時、筒
内圧センサの検出結果ｆ）ｕＡ発行程の部分に異常振動
が発生したときにノックの代表出力値（Ｋ）が異常な値
になり、それに基づいて点火時期制御を行っている気筒
の点火時期が不適切になることがある。

例えば、点火時期が正規の点火時期よりも遅角すること
による発生トルクの減少、燃費の低下、排気温の過度の
上昇、正規の点火時期よりも進角することによるノッキ
ングの発生等の事態が生じる。特に点火時期の進角し過
ぎによって発生するヘビーノックは最悪の場合機関の破
壊につながる恐れがある。

〔問題点を解決するための手段〕

そのため、この発明による内燃機関の制御装置は、第１
図に示すように１機関の燃焼圧力振動を検出する燃焼圧
力振動手段Ａと、この燃焼圧力振動検出手段Ａの検出結
果に基づいて気筒の代表出力値及びノックの代表出力値
を検出する代表出力検出手段Ｂと、この代表出力検出手
段Ｂの検出結果に基づいて気筒の代表出力値の検出結果
に異常が発生したか否かを判定する第１判定手段Ｃと。

代表出力検出手段Ｂの検出結果に基づいてノックの代表
出力値の検出に異常が発生したか否かを判定する第２判
定手段りと１代表出力検出手段Ｂの検出結果及び第１判
定手段Ｃ並びに第２判定手段りの各判定結果に基づいて
点火時期を制御する点火時期制御手段Ｅとを設けたもの
である。

〔作　用〕

気筒の代表出力値の検出に異常が発生したときにはノッ
クの代表出力値のみによって点火時期制御を行ない、ノ
ックの代表出力値の検出に異常が発生したときにはノッ
クの代表出力値の検出が正常な他の気筒若しくは気筒群
の点火時期と同じに制御することが可能になる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を添付図面を参照して説明する
。

第２図は、この発明を実施した４気筒内燃機関の制御装
置の構成を示すブロック図である。

第１気筒の筒内圧センサ１Ａは、圧電変換型圧力センサ
であり、第３図（イ）、（ロ）に示すようにシリンダヘ
ッド２１Ａに取付けた点火プラグ２２Ａの座金として取
付けられ、第１気筒の筒内圧（シリンダ内圧力）に応じ
た電荷信号Ｓｌ＋を出力する。

なお、第２気筒〜第４気筒の筒内圧センサ１Ｂ〜１Ｄに
ついても、筒内圧センサ１Ａと同様に取付けられ、第２
気筒〜第４気筒の各筒内圧に応じた電荷信号ＳＩ２〜Ｓ
１４を出力する。

チャージアンプ２Δは、第１気筒用筒内圧センサ１Ａか
らの電荷信号Ｓ１１を電圧信号に変換した後増幅して、
検出信号Ｓ２１として出力する。

なお、チャージアンプ２Ｂ〜２Ｄについても。

チャージアンプ２Ａと同様に各々筒内圧センサ１Ｂ〜１
Ｄからの電荷信号ＳＩ２〜Ｓ１４を電圧信号に変換した
後増幅して、検出信号Ｓ　２２〜Ｓ　２４として出力す
る。

つまり、これ等の筒内圧センサ１Ａ〜１Ｄ及びチャージ
アンプ２Ａ〜２Ｄによって第１図の燃焼圧力振動検出手
段Ａを構成している。

また、クランク角センサ３は、各気筒の圧縮上死点前（
ＢＴＤＣ）７０°で基準信号Ｓ２を出力すると共に、ク
ランク角の１度又は２度毎に位置信号Ｓ３を出力する。

なお、その基準信号Ｓ２の内、第１気筒に対応する基準
信号については、他の気筒に対応する基準信号よりもパ
ルス幅を広くしている。

アイドルスイッチ４は、機関がアイドル状態にあるか否
かを検知して、アイドル状態検知信号ＳＩを出力する。

一方、コントロールユニット５は、第１図の代表出力手
段Ｂ、第１判定手段Ｃ２第２判定手段り及び点火時期制
御手段Ｅを兼ねた回路であり、マルチプレクサ（ＭＰＸ
）６．信号処理回路７及び主制御回路８等からなる。

そのマルチプレクサ６は、主制御回路８がらの選択信号
に応じて入力されるチャージアンプ２Ａ〜２Ｄからの検
出信号Ｓ２１〜Ｓ　２４を選択して、検出信号Ｓ２ｎと
して出力する。

信号処理回路７は、マルチプレクサ６がらの検出信号Ｓ
２ｎを２所定の信号処理をして非ノツク時の燃焼圧力振
動エネルギに相関する相関値及びノック時の燃焼圧力振
動エネルギに相関する相関値等に変換する。

この信号処理回路７は、例えば第４図に示すように、バ
ンドパスフィルタ７Ａによってチャージアンプ２Ａ〜２
Ｄからの検出信号３２１〜Ｓ　２４の内のいずれかであ
るマルチプレクサ６がらの検出信号Ｓ２ｎから所定周波
数、すなわちノッキングに関連する周波数帯域（約６〜
１７ＫＨｚ）の信号成分のみを抽出する。

そして、このチャージアンプ７Ａから出力される検出信
号（抽出信号）Ｓ４を増幅回路７Ｂで増幅して、この増
幅後の検出信号Ｓ５を整流回路７Ｃによって半波整流す
る。

その後、この整流回路７Ｃから出力される半波整流した
検出信号Ｓ６を、主制御回路８からのセット／リセット
信号ＳＳＲで積分動作を制御される積分器７Ｄによって
積分して、燃焼圧力振動エネルギに相関する相関値とし
ての積分値を示す積分信号Ｓ７として出力する。

第２図に戻って、主制御回路８は、ＣＰＵＩ　Ｑ。

ＲＯＭＩ　１　、ＲＡＭＩ　２及びＡ／Ｄ変換器等を内
蔵したｌ１０１３等からなるマイクロコンピュータによ
って構成しである。

この主制御回路８は、クランク角センサ３からの基準信
号Ｓ２及び位置信号Ｓ３と、アイドルスイッチ４からの
アイドル状態検知信号Ｓ工と、信号処理回路７からの積
分信号８７等とを入力する。

そして、クランク角センサ３からの基準信号Ｓ２及び位
置信号Ｓ３に基づいて信号処理回路７の積分器７Ｄにセ
ット／リセット信号ＳＳＲを出力してその積分動作を制
御する。

なお、ここでは主制御回路８は、圧縮上死点前４０度（
ＢＴＤＣ４０°）で積分器７Ｄの積分動作を開始させ、
圧縮上死点（Ｔ　Ｄ　Ｃ）でその積分動作を停止させ、
圧縮上死点後（ＡＴＤＣ）５゜で再度積分動作を開始さ
せ、ＡＴＤＣ４５°で積分動作を停止させる。

また、主制御回路８は、図示しない吸入空気量信号等の
各種入力信号に基づいて、代表出力値の検出異常判定、
ノッキングに関する判定２点火時期の修正量の決定１点
火時期の決定等の点火時期制御に関する処理をする。

そして、決定した点火時期に基づいて点火装置１５のパ
ワートランジスタ１６をオン・オフ制御して点火時期を
制御する。

なお、この点火時期の制御（パワートランジスタ１６の
オン・オフ制御）は、ｌ１０１３内部に設けた図示しな
い進角値（ＡＤＶ）レジスタ、ドウエル角（ＤＷＥＬＬ
）レジスタに決定した点火時期に相当する値（進角値、
ドウエル角）をセットし、これ等のレジスタの値と位置
信号Ｓ３をカウントするカウンタの値とを比較して、一
致した時点でパワートランジスタ１６をオン状態又はオ
フ状態にする。

また、その点火装置１５は、パワートランジスタ１６が
オン・オフ制御されることによって、バッテリ１７から
給電されているイグニッションコイル１８の一次電流が
断続されてその二次側に高電圧が発生し、この高電圧を
ディストリビュータＩＳによって第１気筒〜第４気筒の
点火プラグ２０Ａ〜２０Ｄに選択的に分配印加して火花
放電を発生させ℃点火する。

なお、この主制御回路８は、点火時期に関する制御以外
の制御もするが、その詳細な説明は省略する。

次に、このように構成したこの実施例の作用について第
５図以降をも参照して説明する。

まず、この実施例におけるノッキングの検出原理につい
て説明する。

一般に、人間の聴感によるノックレベルの判定は、定常
的に発生している背景雑音による音圧レベルとノッキン
グ振動による音圧レベルとの相対的な強度差によってお
こなわれていると考えられている。

したがって、非ノツク時における筒内圧の振動エネルギ
（燃焼圧力振動エネルギ）と、ノック時における筒内圧
の振動エネルギとを直接比較すれば、人間の官能評価と
良く一致するノッキングレベルの検出が可能となる。

ところで、経験的に上死点前にノッキングが発生するこ
とは無いと考えて良いことから上死点前の筒内圧振動（
燃焼圧力振動）の検出値を（１１流）積分した積分値は
、上死点後のノッキングの発生の有無にかかわらず、非
ノツク時の上死点後の膨張行程における筒内圧力の振動
エネルギの予測値になっていると云える。

したがって、上死点前のクランク角所定範囲内における
筒内圧振動の（整流）積分値と、上死点後のクランク角
所定範囲内、あるいは上死点前の範囲を含む所定範囲内
における筒内圧振動の（整流）積分値とを比較すること
により、非ノツク時の筒内圧の振動エネルギと燃焼行程
中の筒内圧の振動エネルギとを直接比較することになる
。

なお、この場合、積分区間は、吸・排気弁の着座・離座
の振動によって生じる点火プラグの振動による影響を受
けることがないように選択する必要があり、この実施例
ではＢＴＤＣ４０°〜ＴＤＣ及びＡＴＤＣ５’〜ＡＴＤ
Ｃ４５＠を選択している。

次に、ノックの代表出力値、すなわち膨張行程における
筒内圧振動の整流積分値のみによるノッキングの検出原
理について説明する。

前述したように上死点前の筒内圧振動の（整流）積分値
は非ノツク時の上死点後の膨張行程における筒内圧振動
の（整流）積分値の予測値になっている。

ここで、上死点前の（整流）積分値にかわるものとして
、上死点後の膨張行程における筒内圧振動の（整流）積
分値の平均値、すなわちノックの代表出力値の平均値を
考える。

このノックの代表出力値の平均値は、ノックの発生頻度
が少ないときには、略非ノツク時の上死点後の膨張行程
における筒内圧振動の（ｌ！流）積分値に対応する。

そして、正常な点火時期の制御が行われている限りにお
いては、ノックの発生頻度は多くなるものでなく、前記
ノックの代表出力値の平均値は略非ノツク時の代表出力
値に対応する。

したがって、上死点後の膨張行程における筒内圧振動の
（整流）積分値の平均値と、上死点後の膨張行程におけ
る筒内圧振動の（整流）積分値とを比較することにより
、非ノツク時の筒内圧振動エネルギと燃焼行程中の筒内
圧振動エネルギとを直接比較することになり、人間の官
能評価と良く一致したノッキングレベルを検出できる。

なお、強いノッキングを検出した時には、上死点後の膨
張行程における筒内圧振動のＣ１Ｉｉ流）積分値の平均
値の計算からその時の上死点後の膨張行程における筒内
圧振動の（整流）積分値を除外するようにすれば、より
正確なノッキングレベルの検出ができる。

次に、このような処理をするための主制御回路８による
信号処理回路７の積分器７Ｄの積分動作の制御について
第５図を参照して説明する。

まず、４気筒内燃機関においては、第１気筒＃１〜第４
気筒＃４を＃１→＃３→＃４→＃２→＃１の順序で点火
制御する。

このとき、クランク角センサ３からは、同図（イ）に示
すように各気筒の上死点（Ｔ　Ｄ　Ｃ）前７０゛で基準
信号Ｓ２が出力されると共に、同図（ロ）に示すように
クランク角１°　（又は２°）毎に位置信号Ｓ３が出力
される。なお、前述したように第１気筒についての基準
信号Ｓ２のパルス幅は他の気筒についての基準信号Ｓ２
よりもパルス幅が広い。

一方、筒内圧センサ１Ａ〜１Ｄ及びチャージアンプ２Ａ
〜２Ｄが正常なときには、チャージアンプ２Ａからは、
同図（ハ）に示すような検出信号ＳΣが出力され、他の
チャージアンプ２Ｂ〜２Ｄからも同様な検出信号８２２
〜Ｓ２４が出力されるので、マルチプレクサ６からは、
同図（ニ）に示すような検出信号Ｓ２ｎが出力される。

それによって、このマルチプレクサ６からの検出信号Ｓ
２ｎから信号処理回路７のバンドパスフィルタ７Ａで所
定周波数の信号のみを抽出して、増幅回路７Ｂで増幅し
たとき、この増幅回路７Ｂからは、同図（ホ）に示すよ
うな検出信号Ｓ５が出力され、これを整流回路７Ｃで判
波整流することによって同図（へ）に示すような検出信
号Ｓ６が積分器７Ｄに入力される。

そこで、主制御回路８は、クランク角センサ６からの基
準信号Ｓ２が入力された時点から内部カウンタを起動し
て位置信号Ｓ３のカウントを開始する。

そして、主制御回路８は、同図（チ）に示すように例え
ば第１気筒についてＢＴＤＣ４０＠になった時点１．で
、セット／リセット信号ＳＳＲをＨ″にして積分器７Ｄ
の積分動作を開始させ、ＴＤＣになった時点ｔ２でセッ
ト／リセット信号ＳＳＲをＬ“にして積分動作を停止さ
せる。

その後、ＡＴＤＣ５°になった時点ｔ３で同様にして積
分器７Ｄの積分動作を開始させ、ＡＴＤＣ４５’になっ
た時点ｔ４で積分動作を停止させる。

それによって、積分器７Ｄから出力される積分信号Ｓ７
は、時点ｔ１〜ｔ４の間では例えば同図（ト）に示すよ
うになり、時点ｔ１〜ｔ２間の積分動作によって非ノツ
ク時の振動エネルギに相関する相関値（積分値）が得ら
れ１時点ｔ３〜ｔ４間の積分動作によってノック時の振
動エネルギに相関する相関値（積分値）が得られる。

そして、主制御回路８は、第２気筒〜第４気筒について
も同様なタイミングで積分器７Ｄの積分動作を制御する
ので、積分器７Ｄから出力される積分信号Ｓ７は全体と
して同図（ト）に示すようになる。

そこで、主制御回路８は、図示しない処理において、各
ＴＤＣにおける積分信号Ｓ７をＡ／Ｄ変換して、このＡ
／Ｄ変換値を気筒の代表出力値である非ノツク時の振動
エネルギに相関した量ＢとしてＲＡＭ１２の所定のアド
レスに格納する。

また、各ＡＴＤＣ４５°における積分信号Ｓ７をＡ／Ｄ
変換して、このＡ／Ｄ変換値をノックの代表出力値であ
るノック時の振動エネルギに相関した量にとしてＲＡＭ
１２の所定のアドレスに格納する。

そして、ノッキング制御に関しては、この量Ｂと量にと
の比（Ｋ／Ｂ）又は量にの平均値にと量にとの比（Ｋ／
Ｋ）を算出して使用する。

次に、ノックの代表出力値（Ｋ）である量にの検出の異
常判定の原理について説明する。

一般に、燃焼行程中の筒内圧の振動エネルギに対応した
量には、内燃機関がアイドル運転の時に最小値になり、
他のいかなる運転条件の下でも量にはアイドル運転時の
量により小さくなることはない。

第６図は、本出願人によるノックが発生しない条件での
４気筒内燃機関の運転条件毎の量Ｋを計測した結果を示
すものであるが、種々の実験によれば、同図に示す関係
は殆んどのエンジンで成立するとみなすことができる。

そこで、アイドル運転時の量にの値すなわち量にの最小
値をノック最小代表値ＫＭ工Ｎとして、ＲＡＭ１２の所
定のアドレスに予め格納しておき、アイドル運転時以外
の運転条件下での量にとノック最小代表値ＫＭＩ　Ｎと
を比較することによって、Ｋ＜ＫＭＩＮとなったときに
、その気筒についてのノックの代表出力値（Ｋ）の検出
に異常が発生したと判定することができる。

ここで、ノック最小代表値ＫＭ工Ｎの求め方について述
べておくと、アイドル運転時の量Ｋをそのままノック最
小代表値ＫＭ工Ｎとしてもよいし、またより安定したノ
ック最小代表値ＫＭ工Ｎを得るためには、アイドル運転
時の量にの移動平均値を ＫＭＩＮ＝（１−α）ＫＭＩＮ　　＋　α　Ｋただし、
（０くα〈１） の（ｉＬ算をして算出した値をノック最小代表値ＫＭＩ
Ｎとすればよい。

また、このノック時の振動エネルギ相関値である量にの
代わりに、前述した気筒の代表出力値である非ノツク時
の振動エネルギ相関値としての量Ｂを使用することもで
きる。

すなわち、アイドル運転時の量Ｂの値、すなわち量Ｂの
最小値を気筒最小代表値ＢＭＩＮとして。

ＲＡＭ１２の所定のアドレスに予め格納しておき、アイ
ドル運転時以外の運転条件下での量Ｂと気筒最小代表値
ＢＭＩＮとを比較することによって、Ｂ（ＢＭ工Ｎとな
ったときに、その気筒についての気筒の代表出力値（Ｂ
）の検出に異常が発生したと判定することができる。

また、気筒最小代表値ＢＭＩＮの求め方について述べて
おくと、アイドル運転時のｆｉＢをそのまま気筒最小代
表値ＢＭＩＮとしてもよいし、またより安定した気筒最
小代表値ＢＭ工Ｎを得るためには、アイドル運転時の量
Ｂの移動平均値をＢＭＩＮ＝（１−α’）ＢＭＩＮ＋α
′Ｂただし、（０くα′く１） の演算をして算出した値を気筒最小代表値ＢＭＩＮとす
ればよい。

次に、主制御回路８が実行する異常判定・点火時期制御
の詳細について第７図以降を参照して説明する。

第７図を参照して、５ＴＥＰ　１で気筒判別処理をする
。これは、クランク角センサ３からの基準信号Ｓ２が入
力されたとき（立上ったとき）に内部カウンタを起動し
てクランク角センサ３からの位置信号Ｓ３をカウントし
、基準信号Ｓ２が立下ったときのカウント値から第１気
筒か否かを判別し、この判別結果に基づいて他の気筒を
判別する。

つまり、前述したように第１気筒の上死点前７０°で出
力される基準信号Ｓ２のパルス幅は他の気筒の上死点前
７０°で出力される基準信号゛Ｓ２よりもパルス幅が広
い。例えば第１気筒についての基準信号Ｓ２のパルス幅
は１４°程度であるのに対して、第２気筒〜第４気筒に
ついての基準信号Ｓ２のパルス幅は４″〜５″である。

そこで、入力された基準信号Ｓ２のパルス幅を計測する
ことによって、例えばカウント値が１０゜以上であれば
第１気筒と判定することができ、以後入力される基準信
号Ｓ２は第３気筒、第４気筒。

第２気筒の順であるので各々の気筒を判別することがで
きる。

そして、５ＴＥＰ２でマルチプレクサ６を駆動して、５
ＴＥＰ　１での気筒判別結果に応じた気筒に対応するチ
ャージアンプ２Ａ〜２Ｄからの検出信号Ｓ２１〜Ｓ２４
のいずれかを選択して、検出信号Ｓ２ｎとして出力させ
る。

その後、５ＴＥＰ　３で前述したように信号処理回路７
の積分器７Ｄの積分タイミングをセットして。

ＢＴＤＣ４０’〜ＴＤ、Ｃの間及びＡＴＤＣ，５’〜４
５”の間で積分器７Ｄの積分動作を行なわせる。

そして、５ＴＥＰ　４〜１０で５ＴＥＰ　１での気筒判
別、結果に応じて点火時期制御系の異常判定及び点火時
期の修正量の決定をする第１気筒修正量決定処理〜第４
気筒修正量決定処理をする。

第８図は、この第７図における第ｉ気筒修正量決定処理
を詳細に示すフロー図である。

まず、同図で使用している略称の意味（既に説明にした
ものを除く）について説明しておく。

ＦＬＧ：ＲＡＭ１２に予め格納した４ビツトの異常気筒
フラグであり、ビットｂｏは第１気筒。

ビットｂ、は第２気筒、ビットｂ２は第３気筒。

ビットｂ３は第４気筒の各々正常・異常を示す。

ｄｃｉ：点火時期の修正量であり、第１気筒はｄｃ、、
第２気筒はｄｃ２．第３気筒はｄｃ３゜第４気筒はｄｃ
４で表わす。

なお、ｄｃｉは正であれば、進角側修正量を表わし、負
であれば遅角側修正量を表わす。すなわち、修正量が大
きくなる程点火時期は進むものとする。

Ｍｉｎ（ｄｃｉ）：当該気筒を除く他の気筒（例えば第
１気筒であれば他の第２気筒〜第４気筒）の各点火時期
の修正量の内の最も遅角側の点火時期修正量を意味する
。

ＫＭＩＮｌ；アイドル運転時の量Ｋ、すなわちノック最
小代表値であり、第１気筒はＫＭＩＮｌ。

第２気筒はＫＭＩＮ２．第３気筒はＫＭＩＮ３゜第４気
筒はＫＭＩＮ４で表わす。

α：ノック最小代表値ＫＭ工Ｎの修正係数を意味し、０
くα〈１となる値である。

ＢｐＡＩＮｉ：アイドル運転時の量Ｂ、すなわち気筒最
小代表値であり、第１気筒はＢ　Ｍ　Ｉ　Ｎ　１＋第２
気筒はＢＭＩＮ２．第３気筒はＢＭＩＮ３゜第４気筒は
Ｂ　Ｍ　Ｉ　、Ｎ　４で表わす。

α′　二気筒最小代表値ＢＭ工Ｎの修正係数を意味し、
０〈α′〈１となる値である。

次に、この第８図を参照して第ｉ気筒（ｉ＝１〜４）修
正量決定処理について説明する。

この場合には、前述した５ＴＥＰ　２の処理によってマ
ルチプレクサ６からはチャージアンプ２Ａ〜２Ｄからの
検出信号３２１〜Ｓ　２４の内の第ｉ気筒の検出信号が
選択されて検出信号Ｓ２ｎとして信号処理回路７に入力
されている。

そこで、５ＴＥＰＩＩでその検出信号Ｓ２ｎの所定角度
範囲での整流積分信号Ｓ７をＴＤＣでＡ／Ｄ変換して量
Ｂを、またＡＴＤＣ４５°でＡ／Ｄ変換して量Ｋを求め
る。

そして、　５ＴＥＰ　１２でアイドルスイッチ４の状態
をチェックしてアイドル状態か否かを判別する。

このとき、アイドル状態であれば、　５ＴＥＰ　１３で
第ｉ気筒のアイドル時のＪＩＫに相当するノック最小代
表値ＫＭＩＮｉの書換えを行なう。

すなわち、アイドル時の量にの移動平均値を、（１−α
）・ＫＭＩＮｉ＋αに の演算をして算出し、この算出した移動平均値を新たな
ノック最小代表値ＫＭ工ＮｉとしてＲＡＭ１２の所定の
アドレスに格納する。

そして、５ＴＥＰ１４で第ｉ気筒のアイドル時の量Ｂに
相当する気筒最小代表値ＢＭＩＮｉの書換えを行なう。

すなわち、アイドル時の量Ｂの移動平均値を、（１−α
′）・ＢＭＩＮｉ＋α′Ｂ の演算をして算出し、この算出した移動平均値を新たな
気筒最小代表値ＢＭＩＮｉとしてＲＡＭ１２の所定のア
ドレスに格納する。

その後、５ＴＥＰ１５で第ｉ気筒の点火時期修正量ｄｃ
ｉをｒＯＪにする（ｄｃｉ←０）、すなわち、この実施
例では、アイドル時には基本点火時期で制御するように
している。

これに対して、５ＴＥＰ１２でアイドル時でなければ、
５ＴＥＰ１６でｉＫと第ｉ気筒のアイドル時の量Ｋに相
当するノック最小代表値ＫＭ工Ｎｉとを比較して、Ｋ≧
ＫＭＩＮｉか否かを判別する。

このとき、Ｋ≧ＫＭ工Ｎｉであれば、すなわち第ｉ気筒
のノック代表出力値（Ｋ）の検出が正常であれば、　５
ＴＥＰ　１７でフラグＦＬＧの第ｉ気筒の正常・異常を
示すビットｂｉを「０」にし、この結果をＲＡＭ１２の
所定のアドレスに格納する。

すなわち、第１気筒であれば、読出したフラグＦＬＧ　
（ビットｂ３〜ｂｏ）の値とｒｌ　１１０Ｊとの論理積
（ＦＬＧ・１１１０）をとることによって最下位ビット
ｂｏを「０」にする。

第２気筒であれば、読出したフラグＦＬＧ　（ビットｂ
３〜ｂｏ）の値とｒｌ　１０１Ｊとの論理積（ＦＬＧ・
１１０１）をとることによって最下位ビットｂ１を「０
」にする。

第３気筒であれば、読出したフラグＦＬＧ　（ビットｂ
３〜ｂｏ）の値とｒｌ　Ｏ１１Ｊとの論理積（ＦＬＧ・
１０１１）をとることによって最下位ビットｂ２を「０
」にする。

第４気筒であれば、読出したフラグＦＬＧ（ビットｂ３
〜ｂｏ）の値とｒｏ　１１１Ｊとの論理積（ＦＬＧ・０
１１１）をとることによって最下位ビットｂ３を「ＯＪ
にする。

その後、５ＴＥＰ１８でＪｉＢと第ｉ気筒のアイドル時
の量Ｂに相当する気筒最小代表値ＩＩＭＩＮｉと。

を比較して、Ｂ≧Ｂ　Ｍ　Ｉ　Ｎ　ｉか否かを判別する
。

このとき、Ｂ≧Ｂ　Ｍ　Ｉ　Ｎ　ｉであれば、すなわち
第ｉ気筒の気筒の代表出力値（Ｂ）の検出が正常であれ
ば、５ＴＥＰ１９で気筒の代表出力値（Ｂ）である量Ｂ
とノックの代表出力値（Ｋ）である量にとの比（Ｋ／Ｂ
）を算出して、この算出結果に応じて第ｉ気筒の点火時
期修正量ｄｃｉを算出する処理をする。

また、Ｂ≧ＢＭＩＮｉでなければ、すなわち第ｉ気筒の
気筒の代表出力値（Ｂ）の検出が異常であれば、５ＴＥ
Ｐ２０でノックの代表出力値（Ｋ）である量にとこの量
にの平均値にとの比（Ｋ／Ｋ）を算出し、この算出結果
に応じて第ｉ気筒の点火時期修正量ｄｃｉを算出する処
理をする。

つまり、第ｉ気筒の気筒の代表出力値（Ｂ）の検出が異
常になったときには、その気筒の代表値（Ｂ）を使用し
た制御を中止して、ノックの代表出力値（Ｋ）のみを使
用した点火時期制御に切換える。

これに対して、５ＴＥＰ１６でに≧ＫＭＩＮｉでなけれ
ば、すなわち第ｉ気筒のノックの代表出力値（Ｋ）の検
出に異常が発生したときには、５ＴＥＰ２１でフラグＦ
ＬＧのビットｂｉを「１」にして、ＲＡＭ１２の所定の
アドレスに格納する。

つまり、第１気筒であれば、読出したフラグＦＬＧ（ビ
ットｂ３〜ｂ。）とｒｏｏｏｌＪ　との論理和（ＦＬＧ
＋ＯＯ０１）をとることによってフラグＦＬＧのビット
ｂ。を「１」にする。

第２気筒であれば、読出したフラグＦＬＧ　（ビットｂ
３〜ｂｏ）とｒｏ　Ｏ１０Ｊ　との論理和（ＦＬＧ＋０
０１０）をとることによってフラグＦＬＧのビットｂ１
を「１」にする。

第３気筒であれば、読出したフラグＦＬＧ　（ビットｂ
３〜ｂｏ）とｒｏ　１００Ｊとの論理和（ＦＬＧ＋０１
００）をとることによってフラグＦＬＧのビットｂ２を
「１」にする。

第４気筒であれば、読出したフラグＦＬＧ　（ビットｂ
３−ｂｏ）とｒｌｏｏＯＪとの論理和（ＦＬＧ＋１００
０）をとることによってフラグＦＬＧのビットｂ３を「
１」にする。

その後、５ＴＥＰ２２でフラグＦＬＧがｒｌ　１１１Ｊ
か否かをチェックして、すべての気筒についてノックの
代表出力値（Ｋ）の検出が異常か否かを判別する。

このとき、フラグＦＬＧがｒｌ　１１１Ｊでなければ、
すなわち１以上の気筒のノックの代表出力値（Ｋ）の検
出が正常であれば、５ＴＥＰ２３でその正常気筒中の最
も遅角している点火時期修正量Ｍｉｎ（ｄｃｉ）を第ｉ
気筒の点火時期修正量ｄｃｉと決定する（ｄｃｉ←Ｍｉ
ｎ　（ｄａ　ｔ））。

つまり、ノックの代表出力値（Ｋ）の検出に異常が発生
したときには、その気筒の点火時期を、ノックの代表出
力値（Ｋ）の検出が正常な他の気筒の内の最もノッキン
グが起こり易い気筒、つまり点火が最も遅れている気筒
の点火時期に合わせる。

これに対して、　５ＴＥＰ　２２でフラグＦＬＧが「１
１１１」であれば、すなわちすべての気筒のノックの代
表出力値（Ｋ）の検出が異常であ九ば。

５ＴＥＰ２４で第ｉ気筒の点火時期の修正量ｄｃｉを「
０」にする（ｄｃｉ←０）。

つまり、このときには、ノック限界に充分余裕をもって
設定されている基本点火時期に制御する。

次に、第８図における比（Ｋ／Ｂ）を使用したの点火時
期修正量算出処理（ＳＴＥＰ　Ｌ　９　）の詳細につい
て第９図を参照して説明する。

まず、同図における各略称の意味（既に説明したものを
除く）について説明しておく。

ＳＬ：ノッキングの有無を判定するための基準値である
。

ＫＦＬＧ：ノッキングの有無の判定に使用するフラグで
ある。

ＢＣＮＴ：ノックＫＦＬＧがリセットされた時からの点
火回数を示す値（以下では「カウント値ＢＣＮＴＪと称
す） ＫＣＮＴ　：ノックＫＦＬＧがセットされた時からの点
火回数を示す値（以下では「カウント値ＫＣＮＴＪ　と
称す） なお、ＫＦＬＧ、ＫＣＮＴ、ＢＣＮＴは各気筒の修正量
決定処理毎に個別的に設けられる。

先ず、５ＴＥＰ３１で前述した非ノツク時の振動エネル
ギ相関値であるＪｉＢとノック時の振動エネルギ相関値
である量にとの比（Ｋ／Ｂ値）を算出して、量Ｂに基づ
いて量Ｋを正規化するに／Ｂ算出処理をする。

そして、５ＴＥＰ３２で上述した処理によって算出した
に／Ｂ値を基準値ＳＬと比較して、Ｋ／Ｂ値＞ＳＬか否
かを判別して、ノッキングが発生したか否かを判定する
。

このとき、Ｋ／Ｂ値＞ＳＬであれば、すなわちノックが
発生していれば、後述する５ＴＥＰ４３に移行する。

これに対して、Ｋ／Ｂ値＞ＳＬでなければ、すなわちに
／Ｂ値≦ＳＬであって、ノッキングが発生していなけれ
ば、５ＴＥＰ３３で後述する５ＴＥＰ４４でノッキング
の発生時にセットする（「１」にする）フラグＫＦＬＧ
が「０」か否かを判別する。

このとき、フラグＫＦＬＧがｒＯＪであれば、すなわち
ノッキングが発生していなければ、５ＴＩＥＰ３４〜３
７でノッキングが発生した時からに／Ｂ値≦ＳＬの状態
が２０サイクル以上継続したときに点火時期を１度進角
する処理をする。

つまり、５ＴＥＰ３４でカウント値ＢＣＮＴをインクリ
メント（＋１）Ｌ、た後、　５ＴＥＰ３５でそのカウン
ト値ＢＣＮＴが［２０」を越えた（ＢＣＮＴ＞２０）か
否かを判別する。

このとき、ＢＣＮＴ＞２０でなければ、そのまま処理を
終了し、ＢＣＮＴ＞２０であれば、５ＴＥＰ３６で点火
時期の修正量ｄｃｉをインクリメント（＋１）して点火
時期を１度進角させた後、　、５ＴＥＰ３７でカウント
値ＢＣＮＴをクリア（ＢＣＮＴ＝０）して処理を終了す
る。

これに対して、フラグＫＦＬＧが「０」でなければ、す
なわち過去にノッキングが発生していれば、５ＴＥＰ３
８〜４２においてに／Ｂ値＞ＳＬになった時から２０サ
イクル以上に／Ｂ値≦ＳＬの状態が継続したときには、
非ノツクとするための処理をする。

つまり、　５ＴＥＰ３８でカウント値ＫＣＮＴをインク
リメント（＋１）した後、　５ＴＥＰ３９でカウント値
ＫＣＮＴが「２０」を越えた（ＫＣＮＴ＞２０．）か否
かを判別する。

このとき、ＫＣＮＴ＞２０でなければ、そのまま処理を
終了し、またＫＣＮＴ＞２０であれば。

５ＴＥＰ４０でフラグＫＦＬＧをリセットした後。

５ＴＥＰ４１でカウント値ＫＣＮＴをクリア（ＫＣＮＴ
＝Ｏ）Ｌ、５ＴＥＰ４２でカウント値ＢＣＮＴをクリア
して処理を終了する。

これに対して、５ＴＥＰ３２でに／Ｂ値＞ＳＬになった
とき、すなわちノックが発生したときには。

５ＴＥＰ４３でフラグＫＦＬＧが［０」か否かをチェッ
クして、最初のノッキング発生か否かを判別する。

このとき、フラグＫＦＬＧがｒＯＪであれば、すなわち
最初のノッキングであれば、５ＴＥＰ４４でノックＫＦ
ＬＧをセット（ＫＦＬＧ＝１）した後。

５ＴＥＰ４５でカウント値ＫＣＮＴをクリアして処理を
終了する。゛ これに対して、フラグＫＦＬＧが「０」でなければ、す
なわち２回目以降のノッキングの発生であれば、５ＴＥ
Ｐ４６で過去の点火回数が１０回以内（ＫＣＮＴ≦１０
）か否か、すなわちｌＯサイクル以内にに／Ｂ値＞ＳＬ
になったか否かを判別する。

このとき、ＫＣＮＴ≦１０でなければ、前述した５ＴＥ
Ｐ４５を実行して処理を終了し、またＫＣＮＴ≦１０で
あれば、５ＴＥＰ４７で点火時期の修正量ｄｃｉをデク
リメント（−１）して点火時期を１度遅角させた後、前
述した５ＴＥＰ４５を実行して処理を終了する。

このように、ここでは、ノックが発生したときには、そ
のノックの発生頻度を判定して、この頻度の判定結果に
基づいて点火時期の修正量を決定するようにしている。

なお、上記各５ＴＥＰ３６　、４７における修正量ｄｃ
ｉについては、補正後の修正量ｄｃｉが予め定めた値を
越えていないか否かの判定等をして。

修正量ｄｃｉの値を制限することによって１点火時期が
所定値以上進角あるいは遅角しないようにすることもで
きる。

また、５ＴＥＰ４７でデ゛クリメン卜する遅角量は。

１／２度、１７４度というように１度に限るものではな
く、またに／Ｂ値の大きさ、すなわちノックの強度ない
し程度に応じた値にすることもできる。

次に、第８図における比（Ｋ／Ｋ）を使用した点火時期
修正量算出処理（ＳＴＥＰ　２０　）について第１０図
を参照して説明する。

なお、この処理は、第Ｓ図に示す比（Ｋ／Ｂ）を使用し
た点火時期修正量算出処理とほぼ同様であるので、第９
図と同じ意味をもつ略称ＳＬ、ＫＦＬＧ、ＢＣＮＴ、Ｋ
ＣＮＴに対し各々「′」をつけて、ＳＬ’　、ＫＦＬＧ
’　、ＢＣＮＴ’　ＫＣＮＴ′とじ、また第９図の５Ｔ
ＥＰ３１〜４７に対して５ＴＥＰ３１’〜４７′として
いる。

まず、５ＴＥＰ３１’で前述したノック時の振動エネル
ギ相関値である量にの平均値πとｉＫの比（Ｋ／π値）
を算出して、量にの平均値Ｋに基づいて量Ｋを正規化す
るに／π算出処理をする。なお、この５ＴＥＰ３１’で
量にの算出も同時に行っている。

この量にの平均値にの算出方法としては、例えば、量に
の移動平均値を ■＝（１−β）Ｋ＋βに ただしく０＜β〈１） の演算をして求め、この値を平均値Ｒとする。

そして、５ＴＥＰ３２’で算出したに／π値を基準値Ｓ
／Ｌ’　と比較してに／に値＞ＳＬか否かを判別してノ
ッキングが発生したか否かを判定する。

以後は、第１Ｓ図で説明した比（Ｋ／Ｂ）を用いた点火
時期修正量算出処理と同様であるので説明を省略する。

次に、点火時期制御処理について第１１図を参照して説
明する。

この処理は１例えばクランク角センサ３からの基準信号
Ｓ２が入力されたときにエントリイされて実行が開始さ
れる。

まず、５ＴＥＰ６１で、吸入空気量及び機関回転数等に
応じた基本点火時期りを決定する。なお、これはＲＯＭ
ＩＩに格納した例えば第１２図に示すような特性値のテ
ーブルルックアップによって行なう。

そして、５ＴＥＰ６２〜６８で、この決定した基本点火
時期り及び前述した処理によって決定した修正量ｄｃｉ
に基づいて、（７０（Ｄ＋ｄｃ　ｉ））の演算をして、
ＢＴＤＣ（Ｄ＋ｄ　ｃ’ｉ）を基準信号Ｓ２の入力タイ
ミングからの角度に変換し、５ＴＥＰ６９でこの演算結
果を工１０１３の前述した進角値（ＡＤＶ）レジスタに
セットする。

このように、この内燃機関の制御装置においては、燃焼
圧力振動の検出結果に基づいて検出した気筒の代表出力
値及びノックの代表出力値と、これ等の各代表出力値の
検出異常が否かの各判定結果とに基づいて点火時期を制
御する。

したがって気筒の代表出力値（Ｂ）の検出が異常になっ
たときは、気筒の代表出力値ＣＢ）とノックの代表出力
値（Ｋ）との比（Ｋ／Ｂ）を使用した点火時期制御に代
えてノックの代表出力値（Ｋ）のみを使用した点火時期
制御を行ない、またノックの代表出力値（Ｋ）の検出が
異常になったときは、その気筒のノックの代表出力値（
Ｋ）を使用した点火時期制御に代えてノックの代表出力
値（Ｋ）を使用した点火時期制御を行っている他の気筒
の点火時期に制御することができる。

それによって、一部の気筒についての気筒の代表出力値
の検出やノックの代表出力値の検出に異常が発生した場
合でも１発生トルクの減少、燃費の低下、排気温の上昇
、ノッキングの発生等の不都合を回避することができる
。

そして、この場合、上記実施例のようにノックの代表出
力値の検出が正常な気筒の内の点火時期が最も遅い気筒
に合せることによって、ノッキングの発生をおさえつつ
発生トルクの減少、燃費の低下、排気温の上昇等を最小
限に抑制することができる。

また、上記実施例のようにすべての気筒についてノック
の代表出力値の検出が異常になったときにも、ノック限
界に余裕をもって遅角側に設定している基本点火時期で
制御することによって、ノッキング発生を抑制してかつ
、発生トルクの減少。

燃費の低下、排気温の上昇等を抑制することができる。

なお、上記各実施例においては、筒内圧センサを点火プ
ラグに設けたが、所謂振動センサをシリンダブロックに
設ける構成等にすることもできる。

また、上記実施例では、各気筒毎に点火時期を制御する
例について述べたが、複数の気筒を１群として各気筒群
毎に点火時期を制御する場合にもこの発明を同様に実施
できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、燃焼圧力振動
の検出結果に基づいて検出した気筒の代表出力値及びノ
ックの代表出力値とこれ等の各代表出力値の検出異常か
否かの判定結果とに基づいて点火時期を制御するように
したので、気筒の代表出力値の検出が異常になったとき
には、その気筒の代表出力値を使用した点火時期制御に
代えてノックの代表出力値のみを使用した点火時期制御
を行なったり、またノックの代表出力値の検出が異常に
なったときには、その気筒のノックの代表出力値を使用
した点火時期制御に代えて他の気筒等の点火時期に合せ
る制御をすることが可能になり、積分器の不調や筒内圧
（燃焼圧力振動）の検出信号に乗る異常振動分等による
各代表出力値の検出異常によるノッキングの発生を抑え
つつ発生トルクの減少、燃費の低下、排気温の上昇等の
不都合を回避することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の構成を示す機能ブロック図、第２図
はこの発明を実施した内燃機関の制御装置の構成を示す
ブロック図、 第３図は同じく筒内圧センサの一例を示す断面図及び平
面図、 第４図は同じく信号処理回路の一例を示すブロック図。 第５図は主制御回路が実行する積分器の積分動作制御処
理の説明に供するタイミングチャート図。 第６図はノックの代表出力値の検出異常判定の原理説明
に供する機関回転数・吸入空気量−量に特性を示す線図
。 第７図は主制御回路が実行する異常判定・点火時を示す
フロー図。 第Ｓ図は第８図における比（Ｋ／Ｂ）を使用した点火時
期修正量算出処理の一例を示すフロー図、 第１０図は第８図における比（Ｋ／Ｋ）を使用した点火
時期修正量算出処理の一例を示すフロー図、 第１１図は主制御回路が実行する点火制御処理の一例を
示すフロー図、 第１２図は第１１図の基本点火時期算出処理の説明に供
する機関回転数・吸入空気流量−進角値特性を示す線図
である。 １Ａ〜ＩＤ・・・筒内圧センサ ２Ａ〜２Ｄ・・・チャージアンプ ３・・・クランク角センサ　　４・・・アイドルスイッ
チ５・・・コントロールユニット　　７・・・信号処理
回路７Ｃ・・・整流器　　　　　　　７Ｄ・・・積分器
８・・・主制御回路　　　　　　１５・・・点火装置第
３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第１１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　内燃機関の燃焼圧力振動の検出結果に基づいて点火
   時期を制御する内燃機関の制御装置において、前記機関
   の燃焼圧力振動を検出する燃焼圧力振動検出手段と、該
   燃焼圧力振動検出手段の検出結果に基づいて気筒の代表
   出力値及びノックの代表出力値を検出する代表出力検出
   手段と、該代表出力検出手段の検出結果に基づいて気筒
   の代表出力値の検出結果に異常が発生したか否かを判定
   する第１判定手段と、前記代表出力検出手段の結果に基
   づいてノックの代表出力値の検出に異常が発生したか否
   かを判定する第２判定手段と、前記代表出力検出手段の
   検出結果及び第１判定手段並びに第２判定手段の各判定
   結果に基づいて点火時期を制御する点火時期制御手段と
   を設けたことを特徴とする内燃機関の制御装置。