JPH04101068A

JPH04101068A - 内燃機関の点火時期制御装置

Info

Publication number: JPH04101068A
Application number: JP2213191A
Authority: JP
Inventors: Yukio Miyashita; 幸生宮下
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1990-08-11
Filing date: 1990-08-11
Publication date: 1992-04-02
Anticipated expiration: 2011-11-06
Also published as: US5165378A; JP2551501B2

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）本発明は内燃機関の点火時期制御装置に関し″、より詳
しくはノックの発生に応じて点火時期を遅角制御するも
のにおいて、ノックの発生状況（頻度）を簡易に検出し
、それに応じて最適に点火時期を遅角補正する様にした
内燃機関の点火時期制御装置に関する。

（従来の技術）内燃機関においてノックが発生すると甚だしいときは機
関を損傷する恐れがあることから、ノックの発生状況に
応じて点火時期を進遅角制御することが行われており、
その−例として特公昭６２−１７６６５号公報記載の技
術を挙げることができる。この従来技術においては、過
去のノック発生頻度に応じてノック回避後の進角度を決
定している。

（発明が解決しようとする課題）上記した従来技術はノック回避後の再発を防止する目的
においては有効であるが、ノック発生時においては所定
量ずつ遅角するのみであって早期に回避することができ
ず、連続的に発生するノックに対しては追従性が不十分
であった。

また斯る如く過去のノックの発生頻度に基づいてノック
制御を行うとき、従来ノック発生頻度を検出する手法と
してリングバッファ等を用いて記録する手法があるが、
この手法では記憶すべき点火数を多くするとメモリ容量
が必然的に増加し、また例えば過去に２回ノックが発生
したことが記録された場合でも、２点火間に連続的に発
生したときと、記憶対象となる点火区間の初めと終わり
に間隔をおいて発生したときとで結果的に同一頻度とみ
なされる不都合があった。

従って、本発明の目的は従来技術の上述した不都合を解
消し、ノック頻度を検出し、それに応じて点火時期を遅
角補正することによって連続的にノックが発生する運転
域においても迅速にノックを回避する様にした内燃機関
の点火時期制御装置を提供することにある。

更には、ノック頻度の算出においても比較的簡易な手法
で達成すると共に、必要とするメモリ容量を低減するこ
とができる内燃機関の点火時期制御装置を提供すること
にある。

（課題を解決するための手段）上記した目的を達成するために本発明は例えば請求項１
項において、少なくとも機関回転数及び機関負荷を含む
機関の運転状態を検出する機関運転状態検出手段、機関
の発生するノックを検出するノック検出手段、前記機関
運転状態検出手段及びノック検出手段の出力を入力し、
少なくとも機関回転数と機関負荷とから基本点火時期を
算出すると共に、ノックの検出状態に応じて該点火時期
を補正する点火時期決定手段及び該点火時期決定手段の
出力を入力して機関燃焼室の混合気を点火する点火手段
からなる内燃機関の点火時期制御装置において、ノック
の発生が検出される毎にインクリメントされると共に、
第１の所定期間ノックの発生が検出されないときカウン
ト値をデクリメントされるカウント手段を備え、前記点
火時期決定手段は該カウント手段の出力を入力して連続
して遅角補正する第２の所定期間を設定し、ノックが検
出されたとき該遅角補正を開始すると共に、該第２所定
期間の間はノック発生の有無に関わらず遅角補正を継続
する如く構成した。

（作用）ノックが発生する毎にインクリメントし、第１の所定期
間ノックの発生が検出されないときはデクリメントする
カウント手段を設け、そのカウント値に応じて第２の所
定期間を設定してその間はノックが発生しない場合でも
遅角補正する様に構成したので、小容量の記憶手段で簡
易にノックの発生頻度を算出することができると共に、
その発生頻度に応じて設定した期間はノックが発生しな
い場合でも遅角補正することによりノックが頻発する運
転状態においても迅速にノックを回避することができる
。

（実施例）以下、本発明の詳細な説明する。第１図は本発明に係る
内燃機関の点火時期制御装置の全体構成を示しており、
同図に従って説明すると、符号１０は６気筒等からなる
車両用の多気筒の内燃機関を示す。内燃機関１０は吸入
空気路１２を備えており、エアクリーナ１４から流入し
た空気はスロットル弁１６でその流量を調節されつつイ
ンテークマニホルド１８を経て一〇気筒の燃焼室２０内
に導入される。吸入空気路１２にはスロットル弁１６下
流の適宜位置においてパイプ２４が接続されて分岐され
ており、その分岐路の終端部付近に吸入空気の圧力を絶
対値で測定して機関負荷を検出する吸気圧力センサ２６
が設けられる。また、内燃機関１０の冷却水通路２８の
付近には前記機関水温検出手段たる水温センサ３０が設
けられて機関冷却水の温度を検出すると共に、吸入空気
路１２のスロットル弁１６下流の適宜位置には吸気温セ
ンサ３２が設けられて機関が吸入する空気の温度を検出
する。

また、内燃機関１０の近傍にはディストリビュータ３６
が設けられると共に、その内部にはピストン３８の上下
動に伴って回転するクランク軸（図示せず）の回転に同
期して回転する磁石及びそれに対峙して配置された回転
体からなるクランク角センサ４０が収納されており、所
定クランク角度毎にパルス信号を出力する。更に、内燃
機関１０のシリンダブロック４２の適宜位置には燃焼室
２０から発生するノックに基づく振動を検出する圧電型
のノックセンサ４４が設けられる。上記した吸気圧セン
サ等のセンサ２６，３０，３２゜４０．４４の出力は、
制御ユニット５０に送られる。

第２図は制御ユニット５０の詳細を示しており、同図に
従って説明すると、吸気圧力センサ２６及び水温センサ
３０並びに吸気温センサ３２の出力は制御ユニット内に
おいてレベル変換回路５２に入力されて所定レベルに変
換された後、マイクロ・コンピュータ５４に入力される
。該マイクロ・コンピュータは、Ａ／Ｄ変換回路５４ａ
、１１０５４　ｂ、ＣＰＵ５４　ｃ、、ＲＯＭ５４　ｄ
、ＲＡＭ５４ｅ及び演算用のカウンタ並びにタイマ（カ
ウンタ及びタイマの図示は省略した）を備えており、レ
ベル変換回路出力はＣＰＵ５４　ｃの指令に応じてＡ／
Ｄ変換回路５４ａにおいてデジタル値に変換された後、
ＲＡＭ５４　ｅに一時格納される。又、クランク角セン
サ４０の出力は波形成形回路５６において波形成形され
た後、ｌ１０５４ｂを介してマイクロ・コンピュータ内
に入力される更に、前記したノックセンサ４４の出力は
制御ユニット５０に送出された後、ノック検出回路６０
に入力される。ノック検出回路６０は、フィルタ手段６
０ａ及びコンパレータ手段６０ｂ並びにＤ／Ａ変換手段
６０ｃを備え、コンパレータ手段６０ｂにおいてマイク
ロ・コンピュータよりＤ／Ａ変換手段６０ｃを通じて送
出される基準値とフィルタ手段６０ａを通じて送出され
るセンサ出力値とを比較してノックの発生状態を検出す
る。

即ち、第３図に示す如く、燃焼状態にないクランク角度
範囲（ノックゲートと示す）において機関振動のバック
グラウンド値を示すセンサ出力のピーク値付近の値（ノ
イズレベル）を検出し、次いでそのノイズレベルを増幅
（Ｇ　ＡＭＰ倍）してノック判定レベルを生成し、燃焼
状態にあるクランク角度範囲（ノックゲートと示す）に
おいてセンサ出力と比較する。ここでセンサ出力が判定
レベルを超えるとパルスが出力されるので、その個数か
らノックの発生の有無を検出する。

またマイクロ・コンピュータ５４においてＣＰＵ５４　
ｃは周知の如く、クランク角センサ４０の出力から機関
回転数を算出すると共に吸気圧力センサ２６の出力から
機関負荷状態を判断し、更に他の運転状態及び検出され
たノックの発生状態から後述する如く点火時期を決定し
、出力回路６８を経てイグナイタ等からなる点火装置７
０に点火を指令し、ディストリビュータ３６を介して所
定気筒の点火プラグ７２を点火して燃焼室２０内の混合
気を着火する。

続いて、第４図フロー・チャート以下を参照して本制御
装置の動作を説明する。尚、本発明の特徴は点火時期制
御そのものになく、ノックの発生頻度の検出及びそれに
よる遅角補正にあるところから、以下その点に焦点をお
いて説明する。尚、第４図に示すプログラムは所定クラ
ンク角度毎に前記マイクロ・コンピュータにおいて割り
込み起動される。

先ず、３１０においてノックが発生したか否か判断する
。これは前記したノック検出回路６０のコンパレータ出
力から判断するが、ノイズ等の影響を避ける意味で、例
えば１ノツクゲート中に２個以上のパルスが生じたとき
、ノック発生と判断する。

Ｓ１０でノック発生と判断されるときはＳ１２に進み、
そこでカウンタＮ　ＫＮＯＣＫ　　（後述）をリセット
し、Ｓ１４でノック頻度カウンタＣＫＮＯＣＫ（後述）
がカウント可能であることを確認した後Ｓ１６に進み、
そこでノック頻度カウンタＣＫＮＯＣＫを１個インクリ
メントし、Ｓ１８で点火数カウンタＣ３ＴＥＰ　（後述
）をリセットする。

而して、ＳＩＯでノック発生なしと判断されるときはＳ
２０に至り、そこで前記したカウンタＮ　ＫＮＯＣＫが
カウント可能であることを確認してＳ２２に進み、その
カウント値を１個インクリメントする。即ち、このカウ
ンタＮ　ＫＮＯＣＫは、連続的にノックが発生しない点
火数をカウントするものである。

次いでＳ２４に進み、ノック頻度カウンタＣＫＮＯＣＫ
のカウント値が零であるか否か判断し、零でないと判断
されるときはＳ２６に進んで前記した点火数カウンタＣ
５ＴＥＰの値が、適宜設定する値ＣＲＥＦ　　（例えば
６）と一致しているか否か判断し、否定されるときは３
２８に進んで点火数カウンタＣ５ＴＥＰの値を１個イン
クリメントすると共に、肯定されるときはＳ３０におい
てノック頻度カウンタＣＫＮＯ（Ｊの値を１個デクリメ
ントし、次いでＳ３２で点火数カウンタＣ５ＴＥＰをリ
セットして終わる。尚、Ｓ２４でノック頻度カウンタＣ
ＫＮＯＣＫの値が零であると判断されたときはＳ３０で
デクリメントする必要がないので、そのままプログラム
を終了する。

即ち、本実施例に示すノック頻度カウンタはノックが発
生する度に１個インクリメントするとと共に、′ノック
が所定点火数の間に発生しないと１個デクリメントする
様に構成した。この点について第５図を参照して説明す
ると、いま第５気筒と第３気筒にノックが発生したとす
ると、その都度ノック頻度カウンタＣＸＮ０ＣＸは１個
インクリメントされ、更に次の点火サイクルで再び第５
気筒にノックが発生したときも１個インクリメントされ
る。而して、その後ノックが発生しない状態が続くと、
その点火数のカウント値（Ｃ５ＴＥＰ　）が６点火（Ｃ
ＲＥＦ）に達した時点で、１個デクリメントされる。

即ち、このノック頻度カウンタＣＫＮＯＣＫのカウント
値は例えば時点ｔｐでは”２゛となり、これのみでは過
去の何点大間にノックが何回発生したのかは分からず、
過去の正確な履歴は不明である。しかし、ノック制御に
おいて問題となるのは過去の長い点火数間で散発的に発
生するノックではなく、比較的短い点火間隔で連続的に
発生するノックである。従って、前記した所定値ＣＲＥ
Ｆを適宜設定することにより、例えば比較的長い点火数
に設定すれば、短い点火間隔でノックが発生する度にノ
ック頻度カウンタ値がデクリメントされる間がなくイン
クリメントされ続けてカウント値が増大するので、その
カウント値からノックが連続的に発生しているか否かの
判定が容易である。

本実施例では６気筒の内燃機関を予定しているので、こ
の所定期間ＣＲＥＦを６点火と設定した。これによって
例えば２〜３点火と設定する場合に比し、前記した如く
に１点火サイクルで２以上の気筒に連続的にノックが発
生した場合にノック発生頻度大と判定することが可能と
なる。また最後にノックが発生した気筒から起算して１
動力サイクルをデクリメント周期としているため、例え
ば第５図に示す様に第５気筒でノックが発生している如
き状態において、その現象をそれ以外の気筒で発生する
ノックと関係づけることが可能となる。

即ち、ノック頻度カウンタＣＫＮＯＣＫの値が変わらな
ければ特定の気筒（第５気筒）でのみノック発生と、Ｃ
ＫＮＯＣＫ値が大きくなれば他の気筒でもノック発生と
、ＣＫＮＯＣＫ値が小さくなれば全気筒でノック発生な
しと判断することができる。

次に、第６図乃至第９図を参照してノックの発生に応じ
た点火時期の補正値の算出を説明する第６図はノックの
発生に応じて遅角補正する例を示しており、同図に従っ
て説明すると、先ず５１００でノックの発生の有無を判
断し、ノック発生と判断されると５１０２で連続遅角処
理点火数ＮＡＦＴＮＫ　　（後述）の値が残っているか
否か判断する。最初のプログラム起動時は初期値零であ
るところから否定されて５１０４に至り、そこで第７図
に示すテーブルから連続遅角処理点火数を検索する。図
示の如く、この値はノック頻度カウンタＣＫＮＯ（Ｊの
カウンタ値に比例して増加する様に設定される。

次いで５１０６において連続遅角処理点火数が零になっ
ているか否か判断し、否定されるときは５１０８でその
数を１個デクリメントし、５１１０で補正値θＫＮＯＧ
Ｋに遅角単位量Ｄ　ＫＮＯＣＫ　　（固定値）を加算し
て遅角方向に補正し、５１１２で補正した遅角目標値が
下限値ＲＤＬＭＴを超えるか否か判断し、超えると判断
されるときは５１１４で最遅角基準値を下限値に制限す
る。これは排気温度の過度の上昇を防止するためである
。尚、第６図から明らかな如く、連続遅角処理点火数が
２点火数以上に設定されると、次のプログラム起動時に
はノックの発生の有無に関わらず連続して遅角処理され
ることになる（ＳＩＯｏ、１０２，１０６．１０８，１
１０）。

ついでにノック終息後の進角補正値の算出について第８
図に従って説明すると先ず５２００で前記した連続ノッ
ク未発生点火数カウンタ値ＮＫＮＯＣＫが所定の進角待
機点火数Ａ　ＶＣＮＴＮ以上になったか否か判断する。

５２００で所定点火数の間ノックが全く発生しないと判
断されると３２０２でノック補正値が残っていることを
確認した後５２０４に進み、そこで進角単位量ＤＡＤＶ
を検索する。第９図はその特性を示す説明図であり、図
示の如く、機関回転数と機関負荷とに基づいて設定され
てＲＯＭ内に格納されている。次いで５２０６において
補正値を進角単位量だけ減算して進角方向に補正し、５
２０８で連続ノック未発生点火数カウンタを零にリセッ
トして終了する。

尚、斯く決定されたノック補正値は基本点火時期に合算
され、更に水温補正等の他の補正値も加えられて最終点
火時期が決定されるが、その点は公知であり、本発明の
要旨と関係がないので、これ以上の説明は省略する。

上記した遅角補正の算出においては、ノック頻度カウン
タのカウント値に基づき、ノック頻度が増加していると
きは、ノック発生の有無を問わずに連続して一定量づつ
遅角補正する様に構成しているので、結果的にノックの
発生頻度が高いときは遅角補正量が大きくなり、ノック
が頻発する運転状態においても迅速にノックを回避する
ことができる。また遅角単位量を増大するのではなく、
連続的な点火間で遅角処理を行うため、全気筒光たり一
律に、又は全気筒をグループ化してそのグループ当たり
一律にノック補正値を決定するものにおいては、実際に
ノックが発生していない気筒又は気筒グループに与える
影響を少なくしつつ、確実にノックを回避することがで
きる。

第・１０図は本発明の第２の実施例を示すフロー・チャ
ートである。第１実施例と相違する点を中心に説明する
と、ノック発生と判断されるときはノック頻度カウンタ
ＣＫＮＯＣにをインクリメントした後（Ｓ　３００〜３
０６）、５３０Ｂで前記した所定期間に相当する点火数
を定めた５ＴＥＰテーブルをＲＯＭから検索する。第１
１図はその特性を示しており、図示の如くノック頻度カ
ウンタＣＫＮＯＣＫの値に比例して増加する様に設定さ
れる。次いで５３１０で検索した値をダウンカウンタＤ
ＥＣ旧にセットする。

５３００でノーツク発生なしと判断されるときはノック
頻度カウンタがカウント可能であることを確認した後（
Ｓ３１２〜３１６）、５３１８でダウンカウンタＤＥＣ
旧の値が零に達したか否か判断し、否定されるときは５
３２０でカウンタ値をデクリメントすると共に、肯定さ
れるときは５３２２でノック頻度カウンタ値をデクリメ
ントし、再び５３０８〜３１０でノック頻度に応じて新
たなカウンタ値をセットして終了する。

本実施例の場合にはノック頻度に応じてデクリメントす
る機会を低減する様にしたので、連続して発生するノッ
クを的確に検出することができ、ノック頻発時において
より効果的にノックを回避することができる。

第２実施例においてはノック頻度に応してノック頻度カ
ウンタをデクリメントする点火数を変える例を示したが
、この値は更に運転状態に応して変更することも可能で
あり、斯く構成するときはノックの発生間隔がどの程度
のときノック発生頻度大と判定するかを運転状態に応し
て変更することが可能となり、運転状態に即応したノッ
ク制御を実現することができる。

尚、第１及び第２実施例においてノック頻度をデクリメ
ントする期間を点火数で示したが、時間を用いても良い
。

（発明の効果）請求項１項に係る内燃機関の点火時期制御装置は、ノッ
クの発生が検出される毎にインクリメントされると共に
、第１の所定期間ノックの発生が検出されないときはカ
ウント値をデクリメントされるカウント手段を備え、点
火時期決定手段は該カウント手段の出力を入力して連続
して遅角補正する第２の所定期間を設定し、ノックが検
出されたとき遅角補正を開始すると共に、該第２の所定
期間の間はノック発生の有無に関わらず遅角補正を継続
する様に構成したので、小容量の記憶手段でノックの発
生頻度を簡易に検出してそれに応じて点火時期を遅角補
正することができると共に、ノックの発生頻度に応して
遅角補正する期間を設定してその間はノックが発生しな
いときも遅角補正を継続する様にしたことから、ノック
が頻発する運転状態においても迅速にノックを回避する
ことができる。

またノックの発生頻度に応じて遅角処理区間を変更する
様にしたので、遅角補正単位量は固定値で足り、例えば
全気筒を一律制御する場合にあっては各気筒に対する影
響を低減し９つ確実にノックを回避することができる。

請求項２項記載の装置は、前記第１の所定期間を内燃機
関の気筒数の倍数に対応した値に設定する様に構成した
ので、気筒を判別しない場合においても特定気筒で連続
的にノックが発生していることが検出可能であり、それ
に基づいて点火時期を制御することが可能である。また
、例えば全気筒を一律に制御する場合にあっては特定の
気筒でのみ発生するノックの影響度を低減することがで
き、全体として平均的なノック発生頻度を求めることが
でき、効果的なノック制御を行うことができる。

請求項３項記載の装置は、前記第２の所定期間を前記カ
ウント値が増加するほど延長する様に設定する如く構成
したので、ノック発生頻度が増加するほどカウント値も
増大し、結果的に簡易な構成でありながら、より効果的
なノック制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る内燃機関の点火時期制御装置の概
略図、第２図はその制御ユニントの詳細を示すブロック
図、第３図はノック検出回路の動作を示すタイミングチ
ャート、第４図はノック頻度算出処理を示すフロー・チ
ャート、第５図はその説明タイミングチャート、第６図
は算出されたノック頻度に基づく遅角補正処理を示すフ
ロー・チャート、第７図はそこで使用される連続遅角処
理点火数の特性を示す説明図、第８図はノック回避後の
進角処理を示すフロー・チャート、第９図はそこで使用
される進角単位量の特性を示す説明図、第１０図は本発
明の第２実施例を示すノック頻度算出処理を示すフロー
・チャート及び第１１図はそこで使用されるノック頻度
カウンタのデクリメント期間の特性を示す説明図である
。１０・・・内燃機関、１２・・・吸入空気路、１４・・
・エアクリーナ、１６・・・スロットル弁Ｉ８・・・イ
ンテークマニホルド、２０・・・燃焼室、２４・・・パ
イプ、２６・・・吸気圧力センサ、２８・・・冷却水通
路、３０・・・水温センサ、３２・・・吸気温センサ、
３６・・・ディストリビュータ、３８・・・ピストン、
４０・・・クランク角センサ、４２・・・シリンダブロ
ック、４４・・・ノックセンサ、５０・・・制御ユニッ
ト、５２・・・レベル変換回路、５４・・・マイクロ・
コンピュータ、・ノツタ検出回路、６８・出力回路、・点火袋置。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ａ、少なくとも機関回転数及び機関負荷を含む機関の運
転状態を検出する機関運転状態検出手段、ｂ、機関に発生するノックを検出するノック検出手段、ｃ、前記機関運転状態検出手段及びノック検出手段の出
力を入力し、少なくとも機関回転数と機関負荷とから基
本点火時期を算出すると共に、ノックの検出状態に応じ
て該点火時期を補正する点火時期決定手段、及びｄ、該点火時期決定手段の出力を入力して機関燃焼室の
混合気を点火する点火手段、からなる内燃機関の点火時期制御装置において、ｅ、ノ
ックの発生が検出される毎にインクリメントされると共
に、第１の所定期間ノックの発生が検出されないときカ
ウント値をデクリメントされるカウント手段、を備え、前記点火時期決定手段は該カウント手段の出力
を入力して連続的に遅角補正する第２の所定期間を設定
し、ノックが検出されたとき遅角補正を開始すると共に
、該第２の所定期間の間はノックの発生の有無に関わら
ず遅角補正を継続する様に構成したことを特徴とする内
燃機関の点火時期制御装置。
（２）前記第１の所定期間を、該内燃機関の気筒数の倍
数に対応した値に設定することを特徴とする請求項１項
記載の内燃機関の点火時期制御装置。
（３）前記第２の所定期間を、前記カウント値が増加す
るほど延長する様に設定することを特徴とする請求項１
項記載の内燃機関の点火時期制御装置。