JPS58143169A - 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、エンジンの点火時期制御方法、特に高オクタ
ン価燃料を使用するエンジンの点火時期−一方法に係る
ものである。

近年、大気汚染に対する規制が強化されるに従って四エ
チル鉛等の鉛化合物を添加した高オクタン価燃料の使用
が制限されることとなった。

よってエンジンは、いわゆるレギュラーと呼ばれる無鉛
普通オクタン価（７５〜８５）の燃料を使用することを
前提とし、エンジンノックを抑えるえるために圧縮比を
比較的小さくす、る設計をせざるを彎なかった。

尚、出力等エンジンの効率を考えると、圧縮比は＾い方
が好ましく、又最近鉛化合物を添加しない高オクタン価
燃料も開発されている事から再び高オクタン価燃料の使
用を目的とするエンジンが提供されつつある。

又、烏オクタン価燃料（以下単にハイオクと呼ぶ）の使
用を目的として設計されたエンジンに、誤って普通オク
タン価燃料（以下単にレギュラーと呼ぶ）を使用した場
合、あるいはハイオクが入手できずやむを得ずレギュラ
ーを使用した場合に、エンジンノック（以下単にノック
と呼ぶ）が頻発してエンジンの性能を充分に発揮するこ
とができず、最悪の場合にはエンジンが損傷することも
ある。従ってこの問題を解決するために、予めレギュラ
ー用、ハイオク用の二つの点火時期を用意しておき、レ
ギュラーを使用する場合にはスイッチ操作によってレギ
ュラー用の点火時期の指定を行い、点火時期を遅角側に
してエンジンの保護を図る方法パ提案されている。

しかしながら、この様な方法では運転者が絶えず使用中
のＩＩ料の種類に気を配る必要がある。例えば何らかの
事情でレギュラー用を使用し、その後ハイオク用を使用
した場合、たとえスイッチをハイオク用側に再セットす
ることを忘れたとしても、ノックは発生せず運転者はス
イッチの誤設定を気づくことがない、よってこの様な場
合ハイオク用を使用しているにもかかわらず、エンジン
性能を充分に生かす事ができない。

本発明はこの様な従来方法の欠点を解消した点火時期の
制御方法を提供することを目的としている。かかる目的
は、予め設定された高オクタン価燃料用の要求進角値に
よって点火時期制御を行い、かつ所定エンジン条件下で
エンジンノックを検知した場合に、点火時期を遅角側へ
補正する処理をおこなうと共に、当該補正処理後、エン
ジンが停止するまであるいは一定時間の経過するまで当
該点火時期補正処理を継続することによって達成される
。

以下に本発明を、実施例を挙げて図面と共に説明する。

まず第１図は本発明方法が適用されたエンジン及びその
周辺装置を示す説明図である。本図において、１はエン
ジン、２はピストン、３はエギゾーストマニホールド、
４はエキゾーストバルブ、５は点火プラグ、６はインテ
ークバルブ、７はインテークマニホールド、８は燃料噴
射弁、９はスロットルバルブ、１０はエア７０−メータ
、１１は吸気温センサ、１２はイグナイタ、１３はディ
ストリビュータ、１４はディストリビュータに備えられ
に気筒判別センサ、１５は同じくディストリビュータに
備えられた回転角センサ、１６は冷却水の水温センサ、
１７はノックセンサ、そして１８は１１１９回路をそれ
ぞれ表わしている。

次に第２図は制御回路１８の構成を説明するブロック図
である。図において２０，２１及び２２はそれぞれ、エ
アフロメータ１０、水温センサ１６、吸気温センサ１１
の各センサに接続されたバッファ、２３は各バッファの
出力信号を選択的に出力するマルチプレクサ、２４はマ
ルチプレクサ２３より出力されるアナログ信号をデジタ
ル化するＡ／Ｄ変換器、２５はマルチプレクサ２３、Ａ
／Ｄ変換器２４のコントロール信号を出力し、かつバッ
ファ、２０．２１．２２マルチプレクサ２３、Ａ／Ｄ変
換器２４を介して各センサ１０１１６．１１の信号を入
力する入・出力ポート、２６は気筒判別センサ１４及び
回転角センサ１５より出力されるパルス信号の波形を整
形する整形回路、２７はノックセンサ１７より出力され
る信号に基づいてノックの有無を判別するノック判別回
路、２８は整形回路２６を介して気筒判別センサ１４及
び回転角センサ１５のそれぞれの出力信号と、ノック判
別回路２７を介してノックセンサ１７の出力信号を入力
し、かつノック判別回路２７のマスク信号が出力される
入・出力ポートをそれぞれ表わしている。なおここでノ
ック判別回路２７は、以下いずれも図示していない７ｋ
Ｈｚ付近の周波数帯域の信号のみを通過させるバンドパ
スフィルタ、バンドパスフィルタの出力を半波整流する
整流回路、整流回路の出力を積分し比較基準値信号を作
り出す積分回路、及び整流回路の出力と積分回路の出力
を比較する比較器よりなり、一定の振幅以上の振動を検
知した場合にはノック検知信号を出力する。又、入・出
力ポート２８より出力されるマスク信号は、インテーク
バルブ６、エキゾーストバルブ４の作動による振動等の
雑音によりノック判別回路２７が誤動作しないように、
所定のクランク角範囲でノック判□別回路２７をマスキ
ングしている。

そして２９は後記するＭＰＵ３３から出力される信号に
基づいてイグナイタ１２を作動させる駆動回路、３０は
駆動回！８２９にＭＰＵ３３からの信号を出力する出力
ポート、３１は各センサより出力される信号によって演
算されたデータ等がストアされるラジダムアクセスメモ
リ（以下単にＲＡＭと呼ぶ）、３２は制御プログラムや
制御に必要な初期データがストアされるリードオンリメ
モリ（以下単にＲＯＭと呼ぶ）、３３はＲＯＭ３２内の
制御プログラムに従って各種信号の入出力、データの演
算、駆動回路の制御を行うマイクロプロセッサユニット
（以下単にＭＰＵと呼ぶ）、３４はＭＰＵ３３を始めＲ
ＯＭ３２、ＲＡＭ３１等の各素子のタイミング信号であ
るクロック信号を出力するクロック回路、モして３５は
、各素子間を結びデータの転送路とされるパスラインを
それぞれ表わしている。

更に、第３図及び第４図は制御プログラムを表わすフロ
ーチャートである。

第３ｓは本実施例のメインプログラムを示すものである
。以下単に各ステップについて説明する。

１０１は入出力ボートをエンジン始動のために必要な状
態に初期セットする処理を行うステップ・：）′Ｉ を表わす。

１０２は後記フラグＦｋ等がストアされるＲＡＭ３１を
クリアして、ＲＡＭ３１内のレジスタ等−に初期データ
をセットする処理を行うステップを表わす。

１０３は、例えばＡ／Ｄ変換のためのタイミング周期を
設定する等の入出力カウンタのりＯツク定義を行うステ
ップを表わす。

１０４は割り込みが発生したときのプログラムカウンタ
、レジスタなどの内容を退避させる゛退避先アドレスを
指定する等の割り込みリンケージセット処理を行うステ
ップを表わす。

１０５は割り込み信号を検知した場合割り込みを許可す
るための処理を行うステップを表わす。

１０６はエア７０−メータ１０、回転角センサ１５から
エンジン単位ａｍ当りの吸入空気量Ｑ。

エンジン回転数Ｎ１エンジン負荷を示すエンジン１回転
当りの吸入空気量Ｑ／Ｎを計算するステップを表わす。

１０７は、エンジン回転数Ｎ１エンジン負荷Ｑ／Ｎから
データマツプより基本進角値θＢを求める処理を行うス
テップを表わす。

以上説明したステップで構成されたメインプログラムに
よって次に述べる如き処理が行われる。

まず図示していないキースイッチが入力されると制御回
路１８が作動し、ステップ１０１を実行して入・出力ボ
ート２５．２８．３０を初期状態にセットし、次にステ
ップ１０２を実行しＲＡＭ３１のクリア及び初期データ
のセットを行い、続いてステップ１０３にて入出力カウ
ンタのクロック定義を行う、そしてステップ１０４．１
０５にて割り込み処理に必要な処理を行った後、ステッ
プ１０６にて点火時期制御に必要なエンジン回転数Ｎ１
戦人空気ＩＱ及び前記Ｎ、Ｑよりエンジン負荷Ｑ／Ｎを
算出し、次にステップ１０７にてデータマツプより、エ
ンジン回転数Ｎ１エンジン負荷Ｑ／Ｎに基づいて基本進
角値θＢを求める。そしてキースイッチがオフされるま
での関ステップ１０３ないし１０７の処理が繰り返し実
行される。

又、第４図は、本実施例の要部となる点火時期制御のＢ
ＴＤＣ（Ｂｅｆｏｒ　　Ｔｏｐ　　Ｄｅａｄ　　Ｃｅｎ
ｔｅ「、上死点前）９０°の割り込み゛ルーチンを示す
ものである。以下に各ステップについて説明する。

２０１は前記メインルーチンにて求められた基本進角値
θＢ、吸気瀉センサ１１より得られた吸気温データに基
づいて算出された吸気温補正値θＡ及び水温センサ１６
より得られた水温データに基づいて算出された水温補正
値θＷを加算してハイオク使用時のエンジンの求める進
角、即ち要求進角値θを演算するステップを表わす。

２０２はエンジン始動後から現時点までにレギュラー用
の点火時期に補正を行われた旨を示すフラグＦｋがセッ
トされているか否かを判定するステップを表わす。

２０３はエンジン回転数Ｎが１５００回転以上であるか
否かを判定するステップを表わす。

２０４はエンジン回転数Ｎが４０００回転以下であるか
否かを判定するステップを表わす。

２０５はノックセンサによりノック判別回路よりノック
の検知信号が出力されているか否かを判定するステップ
を表わす。

２０６は前記ステップ２０１で算出された要求進角値θ
を更にレギュラー用としてΔθだけ遅らせるための処理
を行うステップを表わす。

２０７は、前記フラグＦｋを「１」にセット又は維持す
る処理を行うステップを表わす。

以上述べた各ステップによって構成される本ルーチンの
処理動作を以下に説明すると、気筒判別センサ１４及び
回転角センサ１５より求められる各気筒のＢＴＤＣ９０
’のタイミングでＭＰＬＪ３３は本ルーチンに示される
処理の実行に移り、まずステップ２０１において、前述
メインルーチンで算出された基本進角θＢを、吸気ｌ０
ＴＡ及びエンジン水温ＴＷに応じ、補正して要求進角値
θを求め、次にステップ２０２にてフラグＦｋのセット
状態を判定する。このステップ２０２においてはエンジ
ン始動後から現・時点までに、ノック信号を検知し、フ
ラグＦｋがセットされている場合は自動的にレギュラー
用の点火時期に切り換えるための判定を行っている。

ステップ２０２の判定結果がｒＹＥｓＪ　、即ちフラグ
Ｆｋ　＝０の場合は、ステップ２０３が実行され、エン
ジン回転数Ｎが下限値を越えているか否かを判定し、下
限値を越えていれば判定結果はｒＹＥｓＪとなり続いて
、ステップ２０４が実行される。なお、ステップ２０３
で下限値を設けた理由としては、例えハイオクが使用さ
れていても、エンジン低回転域では、特に高負荷の場合
ノックが発生し易いことが挙げられ、このような低回転
域ではノックを検知してもレギュラー用の点火時期に切
り換えない方が良い。又ステップ２０４で上限値を設け
た理由としては、エンジン高回転域では振動ノイズが大
きく正確なノック信号の検知ができないことが挙げられ
る。よって正確なノック検知信号を得るために例えば１
５００ｒｐｍから４００　ＯｒＤ−のエンジン回転域内
でのみ次ステツプ２０５のノック判定処理を行うように
している。

このためステップ２０３．２０４にてエンジン回転数Ｎ
が所定の範囲を逸脱するような場合は判定結果はｒＮＯ
Ｊとなりそのまま本ルーチンの処理を終え、判定結果が
それぞれｒＹＥｓＪ　、即ちエンジン回転数が所定の範
囲内であれば、次のステップ２０５を実行する。尚、加
速時あるいは負萄急蛮時等の過渡時や＾負萄時には正規
の進角でもノッキングが起りやすいためインテークマニ
ホールドの負圧が所定値以下の場合ノック判定を行わな
い様にした方がより正確なノック検知が行える。

そしてステップ２０５では、ノック判別回路２７を介し
てノックセンサ１７にてノックが検知さ゛れたか否かを
判定しノックが検知されていなければ判定結果はｆ’Ｎ
ＯＪとなりそのまま本ルーチンの処理を終え、判定結果
が「ＹＥＳ」、即ちノックが発生しているのであればス
テップ２０６の処理に移る。

ステップ２０６では前述のステップ２０１で算出された
要求進角値θをΔθだけ遅らすための処理、即ちハイオ
ク用の点火時期をレギュラー用の点火時期に補正するた
めの処理が行われる。尚前記補正量Δθの値は、ハイオ
ク用とレギュラー用の全運転領域における要求進角値の
差の平均値あるいは最大値に固定しても良く、又より正
確な補正を行うために第５図破線及び第６図に示される
ようにエンジン回転数Ｎに基づく関数に従って算出され
た値でも良い。本実施例においては更に適切な点火時期
を求めるために、例えば第７図に示す如きエンジン負Ｉ
Ｑ／Ｎとエンジン回転数Ｎとに対応してＲＯＭ３２内に
予めストアされたハイオク用とレギュラー用の要求進角
値の差を示すデータマツプより補正量Δθを求めている
。

そして次にステップ２０７においてフラグＦｋの値を「
１」にセットし本ルーチンの処理を終える。以上の処理
においてハイオク用の点火時期からレギュラー用の点火
時期への補正が一度行われたならば。以後の本ルーチン
の処理が行われる場合はステップ２０１にて要求進角値
θが算出され、続いてステップ２０２でフラグＦｋは「
１」にセットされている事から即座にステップ２０６の
処理が実行されてレギュラー用の点火時期の補正が雑・
持され、続くステップ２０７で７ラグＦｋは「１」に維
持され、本ルーチンの処理を終える。

以上述べた本ルーチンの処理を要約すれば、ＢＴＤ０９
０°のタイミングで本ルーチンの処理がスタートし、ス
テップ２０１にてハイオク用の点火時期が算出され、続
いてフラグＦｋにより以前に点火時期の補正が行われて
いたか否かを判定し、補正が行われたと判定したならば
ステップ２０６にジャンプしてレギュラー用の点火時期
に補正する処理を維持する。そして未だ補正が行われて
いなければステップ２０３．２０４にてエンジン回転数
Ｎがノックの検出に適した範囲にあるか否かが判定され
、続いてステップ２０５にてノックの有無が判定され、
エンジン回転数がノックの検知に適した範囲にあり、し
かもノックを検知した場合にのみハイオク用の点火時期
をレギュラー用の点火時期に補正して続く処理にてフラ
グＦｋのセットを行い、エンジン回転数がノックの検出
に適しない場合、又はノックを検知しなかった場合には
本ルーチンの処理を終える。

この様に一度フラグＦｋが「１」にセットされたならば
、エンジンが停止されるまでレギュラー用の点火時期に
基づく制御が行われるので、従来方法のようにレギュラ
ー用、ハイオク用の点火時期をスイッチ操作で行う必襞
もなく、レギュラー。

用の点火時期を設定したままでハイオク燃料を使用する
と入った不都合もない。

尚ＢＴＤＣ９０６の割り込みルーチンにおいてステップ
２０７でＦｋが最初にセットされ時にセットされ、所定
時間、たとえば１時間〜２時間軽過後にリセットされる
計時ステップを設け、所定時闇軽過リセットと共に７ラ
グＦｋをリセットするようにすれば、何らかの事情で例
えば燃焼室内にデポジットが発生したり、あるいは空燃
比が一時にリーンになったりして、ノックが発生し誤っ
てレギュラー用の点火時期に補正された場合でも所定時
間経過後に再び使用燃料による点火時期の補正の可否を
判断することが可能となる。

以上詳述したように、本発明方法は予め設定された＾オ
クタン価燃料用（ハイオク用）の要求進角値によって点
火時期制−を行い、かつ所定エンジン条件下でエンジン
ノックを検知した場合は点火時期を遅角側へ補正する処
理を行うと共に、当該補正後、エンジンが停止するまで
、あるいは一定時間の経過するまで当該点火時期補正５
１１運を継続することを特徴としている。

コノため、所定エンジン回転条件下でエンジンノックを
検知した場合に、面倒な手動操作を行うことなく自動的
に使用中の燃料がハイオク用でないと判定し、以後エン
ジンが停止するまで、あるいは一定時間が経過するまで
レギュラー用の要求進角値にて点火時期の制御を行う。

よって耳障りなノック音の頻発、エンジンの損傷を防ぎ
、使用燃料に応じて点火時期制御を行うことができる。

効果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の一実施例に適用されるエンジン及
びその周辺装置を示す説明図。第２図は、同じく制御回
路を示すブロック図、第３図は実施例のメインプログラ
ムを示すフローチャート、第４図はＢＴＤ０９０°割り
込みルーチンを示すフローチャート、第６図はハイオク
用、レギュラー用のエンジン回転数に応じた要求進角を
示すグラフ、第６図はエンジン回転数に応じた要求進角
の補正量、即ちハイオク用とレギュラー用の要求進角値
の差を示すグラフ、第９図はエンジン負荷−エンジン回
転数に対応する要求進角の補正量を示すデータマツプで
ある。 １・・・エンジン ５・・・点火プラグ １０・・・エア７０メータ １１・・・吸気温センサ １４・・・気筒判別センサ １５・・・回転角センサ １６・・・水温センサ １７・・・ノックセンサ １８・・・制御回路 ３３・・・ＭＰＬＪ 代理人　弁理士　定立　勉 第３図 第４図 第５図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　予め設定された＾オフ９ン価燃料用の要求進角値に
   よって点火時期制御を行い、かつ所定エンジン条件下で
   エンジンノックを検知した場合に、点火時期を前記要求
   進角値と普通オクタン価燃料用の要求進角値との差に応
   じて遅角側へ補正する処理を行うと共に、当該補正処理
   後、エンジンが停止するまであるいは一定時間の経過す
   るまで当該点火時期補正処理を継続することを特徴とす
   る点火時期の１３１１１方法。