JPS5862373A - 内燃機関用点火時期制御装置 - 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】 本発明は内燃機関の気筒内圧力によって気筒内外に生じ
る振動もしくは音等によってノッキングを検出し、ノッ
キングが検出された場合には点火時期を遅角させる機能
をもつ内燃機関用点火時期制御装置に関するものである
。

近年、内燃機関に生じるノッキングを検出して点火時期
を遅角させる、いわゆるノッキングフィードバックシス
テムが種々検討されている。そのシステムの概要は次の
とおシである。すなわち内燃機関の気筒内圧力によって
気筒内外に生じる振動もしくは音等を検出して、それら
振動もしくは音等が設定Ｖべμ（ノッキング判定レペ／
Ｉ／）を超えた場合にノッキングと判定し、ノッキング
信号を発生する。このノッキング信号が生じた場合には
点火時期を進角させることにょシ、点火時期を常にノッ
キング限界付近にコントローμし、機関の燃費、出力性
能を向上させるものである。

このノッキングフィードバックシステムにおいては、ノ
ッキングを検出した場合に遅角させる量すなわちノッキ
ング１回当シの遅角量はあらかじめ決められてお９通常
１０ｃム（クランク角）程度である。このノッキング１
回当シの遅角量は点火時期の制御性に関係する最も重要
なファクタである。これを、第１図を用いて説明する。

第１図の（−図及びω）図は定常時の点火時期変動を表
わし、（（＋）図は過渡時の点火時期応等性を表わして
いる。

第１図（４）〜（Ｃ）図はともに横軸が時間、縦軸が点
火時期である。

ここで（−図はノッキング１回当シの遅角量が大きい場
合（たとえば１０ｃム）の定常時の点火時期変動を表わ
しておシ、＠図はノッキング１回当シの遅角量が小さい
場合（たとえば０．６°Ｃム）の定常時の点火時期変動
を表わしている。（ａ）、（ト）図とも、図中に一点鎖
線で表示しであるのは点火時期制御の目標となる点火時
期であシ、通常、トレースノック限界の点火時期に相当
する。この点火時期においては機関は適度なノッキング
状態になり出力、燃費が向上する。（ａ）図、（ト）図
を比べてみれば定常時の制御性はノッキング１回当シの
遅角量が小さい方（（ト）図）がすぐれていることは−
目で判る。なぜならば遅角量が大きい場合（（ａ）図）
には目標点火時期からのずれが大きく、点火時期が進角
側にずれた場合にはノッキング音が増大し、逆に遅角側
にずれた場合には出力、燃費に損失が生じるからである
。

もちろんノッキング１回当りの遅角量をあまり小さくし
すぎるとノッキングの消音効果が減る丸め、定常時では
およそ０．３〜０．５°Ｃム程度が良い。

以上のとおり定常時の点火時期制御性はノッキング１回
当シの遅角量が小さい方が良い。

しかしながら過渡時の点火時期応答性に関しては逆のこ
とが言える。第１図の（ｅ）図は過渡時（急加速時）の
点火時期応答性を示しているが、（ｅ）図において１は
遅角量が小さい場合（たとえば０．５°Ｃム）、２は遅
角量が大きい場合（たとえばｚ　Ｏｃム）を表わしてい
る。同図よりノッキング１回当りの遅角量が小さい場合
（ｌの場合）Ｋは点火時期応答性が悪く、従って急加速
時のような過渡時にはノッキングが続発し、運転者に不
快感を与え、しいては機関の損障を生じることになる。

従って過渡時にはノッキング１回当シの遅角量を大きく
する必要がある。以上のことがら、定常時の点火時期制
御性及び過渡時の点火時期応答性を共に向上させるには
、定常と過渡を判別してノッキング１回当シの遅角量を
切替ることかどうしても必要になる。

しかしながら従来定常と過渡を精度良く判別する手段が
なかったため、ノッキング１回当りの遅角量を切替るこ
とかできなかった。たとえば機関の加速を検出して遅角
量を切替る方法では、エンジンの個体差、環境条件等に
ょシ加速状態でも軽微なノッキングしか発生しない場合
もあり、この場合に大きな遅角量を設定したために不必
要に大きな遅角を生じてしまい加速性能を損ってしまう
ことが多々あった。従って従来は定常及び過渡時の両者
の妥協する遅角量（たとえば１０　ｃム）を設定してい
たために、定常時、過渡時とも性能が悪化することを余
儀なくされていたのである。

本発明は上記間頌点に鑑み、ノッキング検出回路からの
ノッキング信号が、機関（エンジン）回転数等のエンジ
ン条件に応じて定めた比較的短い期間の間に続けて発生
した場合には即座に過渡状態であると判断しノッキング
１回当シの遅角量を増すことによシ過渡運転性能の向上
をはかり、逆にノッキング信号がその期間に続けて発生
しない場合には定常状態と判断しノッキング１回当りの
遅角量を比較的小さな量に保持することによって定常運
転性能の向上をはかる内燃機関用点火時期制御装置の提
供を第１の目的とする。

これは、定常状態においてはノッキングフィードバック
システムによって点火時期が制御された場合に発生する
ノッキングの頻度が比較的少なく従ってノッキングの発
生間隔が比較的長いが、急加速時のような過渡状態にお
いては約１〜８サイクμ毎にノッキングか生じるために
ノッキングの発生間隔が短かいという事実、および定常
時のノッキングの発生間隔はエンジン回転数あるいはエ
ンジン亀子等のエンジン条件によって変化するため、ノ
ッキングの続発状態を検出する期間をエンジン条件によ
って変化させないと定常と過渡とを精度良く判定するこ
とはできないという事実に基づいている。

またアイドル回転数付近のような極低速では多少過渡時
のノック音が高くとも発進時の出力を重視するために遅
角量を小さく押えた方が良いという要求もある。さらに
、約４００　Ｏｒｐｍ以上の高速回転域ではノッキング
検出器に機械的ノイズが加わるため誤つ九ノッキング判
定をし高速埴ではあ夛得ないほどの短かい期間にノッキ
ングパルスが続発することもある。従って上記のような
特定のエンジン条件下では、ノッキングの続発状態に応
じて遅角量を変化させる機能を実質的に無効にすること
が望ましい。これが本発明の第２の目的である。

本発明によればノッキング検出器からの信号により定常
と過渡をすべてのエンジン条件にわたって精度良く判別
でき、従って定常と過渡性能が両方共従来より大幅に向
上する。また別途過渡状態の検出器を設ける必要がない
ため低コストで性能向上が実現できる。

以下本発明を図に示す実施例により説明する。

第２図は本発明の第１の実施例を示すブロック図である
。第２図において（１）は機関のノッキング現象に対応
した機関本体の振動を圧電素子式（ピエゾ素子式）、ｍ
ｌ！磁式（マグネット、コイ／Ｉ／）等によって検出す
るノッキング検出器、（２）は機関の基本点火時期を設
定するフルトランジスタ方式のディストリビュータ、（
３）はノッキング検出器（１）及びディストリビュータ
（２）の信号を受けて実際のく火時期を決定し、点火時
期制御信号を発生する点火時期制御回路、（４）は、こ
の点火時期制御信号を電流増幅してイグニッションコイ
ｔｖ（図示されていない）の通を清新を行なわしめるイ
グナイタである。点火時期制御回路（８）の構成は次の
とおりである。（８１）はノッキング検出器α）の出方
を受けて機関がノッキングしたかどうかを検出するノッ
キング検出回路、（３２）はディストリビュータａ）の
ピックアップ信号を波形整形し、基本点火時期をとり出
すための波形整形回路、（３８）はノッキング検出回路
（８１）よシ発生するノッキング信号を受けて機関のノ
ッ′キングがエンジン条件（本実施例ではエンジン回転
数）に応じて定まる所定の期間内に続発しているかどう
かを検出し、そのノッキングの発生状態によりノッキン
グ１回当シの遅角量を変化させる遅角量可変回路、（３
４）は遅角量可変回路（８８）から出方されるノッキン
グ１回当りの遅角量に対応した遅角量信号およびノッキ
ング検出回路（８１）から出方されるノッキング信号を
受けて、基本点火時期からの遅角量を演算する遅角量演
算回路、（８５）は波形整形回路（８２）より出力され
る基本点火時期がら遅角量演算回路（８４）より出方さ
れる遅角量をさし引いて実際の点火時期を決定する点火
時期演算回路である。

次に第８図を用いてノッキング検出回路（３１）の詳細
構成を説明する。（３１１）はノッキング検出器（１）
の出力をノッキング周波数成分のみ選別して取出すため
のバンドパス、バイパス等のフィルタ、（８１ｇ）はフ
ィルタ（ａｌｉ）の出力を半波整流するための半波整流
器、（３１３）は半波整流１ｇ（ａｘｇ）の出力を積分
し、ノッキング検出器（１）の振動出力の平均値を取出
すための積分器、（８１４）は積分器（３１３）の出力
を増幅し適切なノッキング判定レベルを作り出すための
増幅器、（’ｓ　１５　）は増幅器（３１４）の出力に
ノイズマージン等の効果を得るために電圧のシフトを行
なう抵抗等で構成されるオフセット電圧設定器、（ｓｘ
ａ）は増幅器（３１４）の出力とオフセット電圧設定器
（３１５）の出力を加算し最終的なノッキング判定レペ
〜を作り出すための加算器、（＋３１７）は半波整流器
（３１２）と加算器（３１６）の出力を比較し半波整流
器（３ｔｇ）の出力の方が大きいときにノッキングが発
生しているものと判断しその場合に出力電圧を発生する
比較器、（ｓｌｓ）は比較器（８１７）の出力の立上り
でトリガがかかりその電圧信号をトリガから一定時間だ
け持続させる相安定マルチバイブレータである。

このノッキング検出回路の作動を第４図を用いて説明す
る。第４図において（ａ）図はフィルタ（３１１）の出
力信号で、ノッキング検出器（１）の出力のうちノッキ
ング周波数成分（６〜９　ＫＨｚ　）のみを選別して取
出した信号である。（＆）図において’ｌ＋”２ｓａ１
は８つの異なるノッキング状態に対応した出力を表わし
ている。すなわちａｌは比較的小さなノッキングｓ　ａ
ｌは比較的大きなノッキング、ａｌはノイズもしくは極
端に小さいノッキングである。

働図は（荀図を整流器（８１ｇ）によって半波整流した
後の信号、（ｅ）図は（′ｂ）図を積分器（ａＸＳ）及
び増幅器（３１４）によって積分・増幅した後の信号で
ある。■図は（Ｃ）図にオフセット電圧を加算器（ｓｌ
ａ）によって加算した後の信号（すなわちノッキング判
定レベル）であり、整流器（８１２の出力信号（（ｂ）
図）を比較の意味で同時に描いである。（ｅ）図は比較
器（３１７）の出力信号で、整流器（４３１ｇ）の出力
信号（山）図）がノッキング判定レベ１ｖ（（ｄ）図）
よりも大きい場合にハイ（Ｈｉｇｈ　）レベμになり、
小さい場合はロウ（Ｌｏｗ）レベルになる信号である。

（０図は単安定マルチバイブレータ（８１８）の出力信
号で、比較器（３１７）の出力信号（（ｅ）図）の立上
りでトリガされ一定時間Ｔ１だけＨｉ　ｇｈレベルにな
る信号である。これによってノッキングが発生した場合
そのノッキングの大小にかかわらず各燃焼サイクルで一
回だけノッキングパルスを発生させることができる。

次に本発明の主眼となる遅角量可変回路（３８）及び遅
角量演算回路（３４）の詳細構成及び動作を以下図に従
って説明する。

ｇ４′Ｊｊ５図は遅角量可変回路（８８）及び遅角量演
算回路（８４）の詳細な構成を表わすものである。

第５図において（ｓｓｏｔ　）は相安定マルチバイ　□
ブレーク（３１８）の立下りでトリガがかかり所定時間
Ｔ、だけＨｉｇｈレベル状態とする単安定マルチバイブ
レータ、（ｓｓｏ２．）は単安定マルチバイブレータ（
ＳＳＯｌ）がＨｉ　ｇ　ｈレベルの間だけ閉じる（導通
される）トランジスタ等で構成されたスイッチ、（８ｓ
０８）は一定電流Ｉｌを供給、するための定電流源、（
８１３０４）は一定電流Ｉ、を放出する丸めの定電光源
、（ｓｓｏ５）は充放電用のコンデンサ、（ｓａｏａ）
はディストリビュータ（２）のピックアップ信号を波形
整形回路（Ｂｉｔ）Ｋよって波形整形した後の信号の周
波数を電圧に変換するための公知の周波数−電圧変換器
（Ｌｕ下Ｆ／Ｖ変換器と略す）、（８３０７）はコンデ
ンサ（３３０５）の電圧レベルとＦ／Ｖ＆換器の電圧レ
ペ〜とを比較してコンデンサ（３３０５）の電圧レベル
の方が高い場合にＨｉｇｈレペ〜になる比較器、（３３
０９）、（ａｓｔｏ）は一定ｔｍ１１・工４を供給する
ための定電流源、（３ａ０８）は比較器（１８０７）の
出方ノＨｉｇｈ　、　Ｌｏｗ状態に応じて定電流源（ａ
ａｏｏ）及び（３３１０）を切替るためのスイッチ、（
３４１）は単安定マルチバイブレータ（ａｉｓ）からノ
ッキングパルスが生じている間だけ導通するスイッチ、
（３４ｇ）は一定＆　？Ｉｌ　”　ｓを放出するための
定ｗ１．流源、（３４３）は充放電用のコンデンサ、（
３４４）はコンデンサの電圧を安定して取りだすための
バッファである。

第６図に従ってこの遅角量可変回路（３８）及びａ角敵
演算回路（３４）の動作を説明する。第６図はすべて横
軸が時間、縦軸が電圧である。まず第６図の（８１図は
単安定マルチバイブレータ（３１Ｂ）から出力されるノ
ッキングパルスであ−る。山）図はノッキングパルスの
立上りでトリガがかけられ所定時間＋ｐｚだけＨｉｇｈ
レベル状態となる単安定マルチバイブレータ（３３０１
）の出力である。次にこの単安定マルチバイブレータ（
８３０１）の出力信号（（切回）がｌ（ｉｇｈ状態にな
ると、スイッチ（３３０２）が導通状態になり一定電流
■１がその間だけ充放電回路（（３３０４）及び（３３
０５））に供給される。（ｃ）図がこのコンデンサ（３
３０５）の充放電状態を示している。

（ロ）図はディストリビュータ（２）のピックアップ信
号波形である。＠）図において一点鎖線で表示しである
のはピックアップ信号を波形整形回路（３２）によって
波形整形する場合のスレツシホールドレベμである。（
ｅ）図はピックアップ信号を波形整形回路（８２）によ
って波形整形した後の信号である。ディストリビュータ
のピックアップ信号はエンジンの回転数に同期して発生
する信号であるからエンジンの回転数がたとえば低回転
から高回転に変化するとピックアップ信号はけ）図のよ
うに時間軸に対して圧縮された形に変化する（周波数が
増大する）。従って波形整形後の信号（（ｅ）図）も゛
エンジン回転数に応じて周波数が増大するようにデユー
ティ（ｄｕｔｙ）比が変化する。この信号（ｅ）をＦ／
Ｖ変換器によって周波数−電圧変換すると（０図のよう
になる。Ｆ／Ｖ変換器には周波数の増大につれて電圧が
上昇するものと、逆に周波数の増大につれて電圧が下降
するものの２種類がある。

本実施例においては後者のものすなわち周波数が増大す
るＫつれ電圧が下がるものを使用した。従つて（０図の
ように、エンジン回転数が増大してディストリビュータ
のピックアップ信号の周波数が増大すると電圧は下がる
方向に変化する。

次にコンデンサ（３３０５）の電圧レペ／Ｉ／　（（ｃ
）図）とＦ／Ｖ変換器によって設定されたスレツシホー
ルドレペＩｖ（（ｆ１図）が比較器（ｓｓｏ７）におい
て比較される。Ｉｇ）図がこの比較される様子を表わし
ている。＠）図において実線がコンデンサ（３３０５）
の電圧レベ／’　（（ｅ）図に等しい）、一点鎖線がス
レツシホールドレベ＃’（（０図に等しい）をノ〈わし
ている。（ＩＩ）図は比較１（３３０？）の出力を表わ
している。すなわちコンデンサの電圧レベルがスレッシ
ホールドレベルよりＩＩい間だけ旧ｇｈレベルになる信
号である。この信号がＨｉｇｈレベルになっている時間
Ｔｃは定電流源（ｓａｏａ）及び（８３０４）のｉｆ：
ｍｔ＆及ヒコ：ｙｙ’　ンｆ（８８０５）の容歓によっ
て任意に設定可能であるが、ひとたびその定数を決定す
れば、スレッシホールドレベルの高低によって変化する
ことになる。従って時間Ｔｃはエンジン回転数に応じて
変化する。こうして信号■は１度ノッキングが発生して
からエンジン回転数（応じて定まる所定時間Ｔｃを時間
カウントスルタイマの働きをする。（初回はエンジン回
転数の増大につれてスレッシ−ホールドレベルが低くな
シそれに伴い時間Ｔｃが増してｂる様子を示している。

もちろん所定時間Ｔｏをカウントする前に次のノッキン
グが発生すると時間カウントはこの時点から再度スター
トする。次にこの比較器（ｓｓｏ７）の出力信号（（ロ
）図）がＨｉ　ｇ　ｈレベ〜カＬｏｖレベμかＫよって
スイッチ（８８０８）を切替木、定電流ｌ１（ｓｓｏｏ
）あるいは（３８１０）のどちらかを導通状態にする。

それソｔＬ（Ｄ　一定１［流１［Ｉｓ　−Ｉ４　ｔＩｓ
　＞Ｉ４　トすれば（ロ）図の信号がＨｉ　ｇ　ｈレベ
ルのときは（８１５０９）を導通状態に、Ｌ□ｖレベル
のときは（３３１０）を導通状ｕＫしてＨｊ　ｇ　ｂレ
ベルのときに大きな電流Ｉ３を流すように設定する。

さて一方単安定マ〜チバイプレータ（３１８）から出力
されるノッキングパルス（（ａ）図）は遅角量演算回路
（８４）のスイッチ（３４１）を導通状態にする。スイ
ッチ（３４１）が導通状態になるとｄ用量可変回路（８
８）で決定された電流Ｉ３または工４が充放電回路（（
３４２）及び（３４Ｂ））に供給される。このときのコ
ンデンサ（３４３）の電圧が実際の遅角量となる。この
遅角量に対応した電圧が（ｉ）図である。こうして２つ
のノッキングの発生間隔が、エンジン回転数に応じて設
定される時間Ｔｃよりも短かい場合には過渡と判断して
ノッキング１回当シの遅角量を大きくし、逆に時間゛１
゛Ｃよりも畏い場合には定常と判断して小さな【γ用量
を保持している。またスレッシホールドレベルの零点及
びゲイン調整を行なうことにより極低速回転域ではスレ
ッシホールドレベルが高くなり、従ってＴｃが極端に短
かくなるので遅角謙増人の機能を実質的に無効にできる
。

次に本発明の第２の実施例を第７図に示す。第１の実施
例と異なるのは比較器（３３０７）に入力されるスレッ
シホールドレベルを固定にし、そのかわりに充放電回路
（第５図の（ｓｓｏ４）及び（３３０５））の放電量を
エンジン回転数に応いて構成を説明する。（８３１７）
はＦ／Ｖ変侯器であるが、第２の実施例においては周波
数の増大につれて電圧が上昇するタイプの変換器を用い
た。（ａｓｌｓ）は抵抗等を用いたスレッシホールド電
圧設定器、（８８１５）はＦ／Ｖ変換器（３８１７）の
出力とスレッシホールドレベルトを比較しＦ／Ｖ変換器
の出力の方が大きいどきにＨｉ　ｇ　ｈレペ／Ｌ’にな
る比較器、（ｓｓｉｇ）、（ａａｔａは一定の電流”８
　ａ　”Ｔを流す定電流源、（＄３１４は比較器（８８
１５）の出力レベル状態に応じて定電流源（ａａｌｇ）
または（３３１１１）のうちのどちらかを導通状態にす
るスイッチ、（３３１１）はスレッシホールドレベルを
設定するスレッシホールド電圧設定器である。

第８図を用いて動作を説明する。第８図の（ａ）図はノ
ッキングパルス信号、（ｂ）図は相安定マルチバイブレ
ータ（３３０１）の出力、（Ｃ）図はディストリビュー
タのピックアップ信号、ｃｄ）図は波形整形後の信号で
ある。以上は第１の実施例で述べだので説明は省略する
。（ｅ）図はＦ／Ｖ変換器（３８１７）の出力電圧であ
ジエンジン回転数に応じて増大している（原理は第１の
実施例と同様）。また同（ｅ）図に一点鎖線で表示しで
あるのはスレッシホールド電圧設定器（８３１６）の電
圧である。（０図は比較器（８３１５）の出力であシ、
この比較器（３３１５）の出力信号（（ｆ）図）がＨｉ
ｇｈＶペルかＬｏｗレペ〜かによってスイッチ（ａｓｘ
４）を切替え、定電流源（ｓｓｌｇ）あるいは（ｓｓｉ
’ａ）のどちらかを導通状態にする。それぞれの一定電
流値Ｉ、、Ｉ、をＩｓ＜■ｙとすれば（０図の信号がＨ
ｉ　ｇ　ｈレベルのときは（３３１２）を導通状態にＬ
ｏｗレベμのときは（３３１３）を導通状態にしてｎ　
ｉ　ｇ　ｈレベルのときに小さな電流Ｉ−を流すように
設定する。従ってスＶツシホー〜ドレペ〜（８３１６）
で定まるエンジン回転数Ｎ、を境にしてＮｌ　より大き
な回転数では比較的小さな一定ｗｔ流Ｉ６がＮ１　より
小さな回転数では比較的大きな一定ｔ　ｆｔ　Ｉｔが流
れることによってコンデンサ　　□（３３０６）の放電
状態が切替る。セ）図はこのコンデンサ（８８ｏｓ）の
充放電状態を表わしている。同替図における一点鎖線は
（８８１１）のスレ７　Ｖ　ホー　Ａ／　Ｆ　Ｖ　ヘμ
を表わしている。（ロ）図ハ比較器（８８０７）の出力
を表わしておシ、時間Ｔｃがエンジン回転数によって切
替っていることが判る。以後の動作は第１実施例と同様
のため省略する。もちろんＩ、、Ｉ、の値を調整し、エ
ンジン回転数Ｎ１を境にしてそれ以上あるいはそれ以下
の回転数域におけるＴｃを充分小さくすることによって
遅角量変化の機能をその領域において実質的に無効にす
ることができる。

第１、及び第２の実施例においてはノッキングの発生間
隔を時間的に判定していたが、これを点火サイクル数で
判定することもできる。これを第８の実施例として第９
図に尽す。同図において作動を説明する。ディストリビ
ュータ（２）より出方されるピックアップ信号は波形整
形回路（８２）によって波形整形され、カウンタ（ｓｓ
ｔｓ）及びカウンタ（３８１９）にクロック信号として
入力される。ピックアップ信号は各完筒の基本点火時期
を決めるべく各気筒の燃焼サイケμに先立ち出力される
基本点火時期信号であるから、これを波形整形して得ら
れる出力信号をカウントすればサイクル数の経過を知る
ことができる。従って車安定マルチバイブレータ（ｓａ
ｏｔ）の信号でカウンタ（３８１８）及び（３３１９）
をリセットしてカウントを開始させれば、カウンタ（−
ａｓｌｓ）及び（３３１９）は共に、ノッキングが発生
してから点火サイクル数をカウントし始める。そこでカ
ウンタ（ｓａ１８）及び（３３１９）Ｋ予め異なる定数
（Ｃ１およびＣ！とする）をセットしておケバカウンタ
（３３１８）はノッキング力発生してから点火サイクル
数をカウントしてサイクル数が０１になった時点で出力
信号を発生し、カウンタ（３３１９）はサイクル数が０
２になった時点で出力信号を発生する。この出力信号は
スイッチ８８２１を介してリセット−セット（Ｒ−８）
フリップフロップのリセット信号として入力される。ス
イッチ（３３２１）はＦ／Ｖ変換器（８３１７）。

スレランホールド電圧設定器（３３１６）Ｉ比較器（＋
５３１５）の働きにより所定のエンジン回転数を境にし
てカウンタ（３３１８）またはカウンタ（３３１Ｇ）の
どちらかを導通状態にする。この動作は第２の実施例と
同様であるので省略する。

ぜ一方、単安定マルチバイブレータ（８３０１）はノッ
キング検出器を受けてＲ−８フリツプフロツプのセット
（８）端子にセット信号をおぐる。

セット信号が入るとＲ−８フリツプフロツプはＨｉ　ｇ
　ｈ状ｕｔＩＣ１ｋＦｆｔウンｐ　（ｓ　８１８　）又
は（、ａ、ａ１９　）のどちらかからリセット信号が来
るまでＨｉ　ｇ　ｈ状態を保持する。こうしてＲ−８フ
リツプフロツプは一部ノツキングが発生してからエンジ
ン回転数に応じて設定された所定サイクル数分だけＨｉ
ｇｈ状態になる。このＲ−８７リツプフロツプの出力端
子（Ｑ端子）を第１及び第２の実施例で述べたスイッチ
（ｓｓｏｓ）へ接続すれば良い。以後の動作は第１の実
施例と同様のため省略する。

第１−第８の実施例においてはエンジン回転数に応じて
所定時間または所定サイクルを設定していたが、これを
エンジン吸気圧等に応じて設定することもできるし、こ
れらエンジン条件の組合せに応じて設定することもでき
る。また第１−第３の実施例においては、遅角量可変回
路（ＳＳ）。

遅角址演算回路＜３４）＃点火時期演算回路（８５）を
電電回路で構成していたが、マイクロコンピュータ（マ
イコン）を使用することによりそれらの働キノスべても
しくは一部をソフトウェア的な技巧に置きかえることが
できる。以上のことを４４の実施例として第１Ｏ図に示
す。

第１Ｏ図において（５）は４貧筒４サイクルエンジン、
（１）はエンジン（５）に固着され、ノッキング発生時
の特有のエンジン振動を検出するノッキング検出器、（
５１）はスタータであり、（５１１）はスタータスイッ
チである。６はエンジン（５）の回転角度位置を測定す
る回転角センサであり、エンジン６が回転して上死点位
置になった時に上死点信号を発生し、また上死慨位置か
らエンジン１回転を等分した一部クランク角度（例えば
本実施例においては８０度）回転する毎に回転角度信号
を発生する。（７）は吸気圧センサー１１エンジン（５
）の吸気マニホールド（ｂ３）から配管（５３１）によ
峨圧力が圧力入力口に伝達され、吸気マニホールド圧力
を測定する。（５Ｂ）は公知の燃料供給装置である。（
４）及び（８）は点火アクチュエータとしてイグナイタ
１点火コイルである。点火時期制御回路（３）は、回転
角センサ（６）で発生される回転角度パルスの発生する
時間間隔からエンジン回転数を求め、また、圧力センサ
（７）の出力電圧から吸気マニホールド圧力を計算して
、エンジンの運転状態を測定するとともに、ノッキング
検出器（１）の出力信号からノッキング発生状頗を検知
して、点火時期を制御する。また、エンジン始動時は特
定の点火時期に制御するため、スタータスイッチ（５１
１）からスタータ（６１）へ供給される電圧がスタータ
信号として点火時期制御回路（８）Ｋ入力される。また
、点火コイルの通電時間をバッテリ電圧に応じて変える
ため、バッテリ電圧がバッテリ電圧信号として点火時期
制御回路（８）に取込゛まれる。（５５）は点火時期制
御回路（３）の心安とする電圧の電力を、車輛ｉ＝搭載
するノ（ツテリ（５９）の電圧から生成する電源である
。

第１θ図装置における侭火時期制御回路（８）の構成が
第１１図に示される。（３６０）は１点火時期を算出す
る中央処理ユニツｈ（ＣＰＵ）で８ビツト構成のマイク
ロコンピュータを用いている。

（３６７）は制御プログラム、制御定数を記憶している
読出し専用記憶ユニツ）　（ＲＯＭ　）　、（Ｓｅｔ８
）はＣＰＵ（ｓｅｏ）が制御プログラムに従って動作中
、制御データの記憶に使用される一時記憶ユニツ）（Ｒ
ＡＭ’）を示す。（３６１）は割込み制御部であり、エ
ンジンの回転角センサ（６）の回転角度信号パルス発生
による割込みを行なわせるものである。

タイマ一部（３６２）は８μｓごとに発生するクロック
・パルスイ言号をカウントする１６ビツＦのカウンタと
回転角センサ（６）の回転角度信号パルスが発生する毎
にカウンタの値を格納保持するラッチから構成される。

従って、回転角度ノくルンク角カウンタ部（８６８）の
１を読出して、エンジンの回転角度位置を知るとともに
、タイマ一部（ｓａｇ）のラッチの値を読出し、この操
作を２つの回転角度位置にて行いラッチの値の差を求め
ることにより、２つの回転角度位置の間をエンジンが回
転する時間が測定でき、また、エンジン回転数を計測で
きる。

クランク角カウンタ部（３６３）は、回転角センナ（６
）の回転角度信号でカウントアツプし上死点信号の発生
の次の回転角度信号が発生した時、このカウンタ値「０
」にリゼットされエンジン回転と同期がとられる。従っ
て、クランク角カウンタの値をＣＰＵが続出することに
よりエンジン回転角度位置を３０度クランク角度単位で
知ることができる。

ディジタル入出カポ−）（＋３６５）は、論理信号の入
出力に使用されるボートであり、エンジン始動時のスタ
ータスイッチ（５１１）がオンされていることを認識す
るために、スタータスイッチ（ａｌｌ）からスタータ（
６１）へ供給される電圧レベ／ｌ／を入力する。また割
込み制御部（Ｓｅｔ）へ供給するプログラム割込信号を
発生するのに使用される。ノッキング検出回路（３１）
は第１の実施例で説明したとおりであるが、この出力信
号（ノッキングパルス）はディジタμλカボート（３６
６）へ入力される。

アナログ入カポ−）（３６４）はアナログ信号の吸気マ
ニホ、−〜ド圧力を測定する吸気圧センサー（？）の出
力電圧信号と、点火コイｐｖ　（ｓ　）の通電時間のバ
ッテリー電圧補正を行うため、ノくツテリー電圧をアナ
ログ−ディジタル変換する。

通電点火制御部（３６６）は、イグナイタ（４）のコイ
ル電流アクチュエータ回路にｉ４電１点火信号を生成す
るものである。この通電点火制御部（ｓｅｏ）は、ダウ
ンカウンタをいくつか持ってオリ、ダウンカウンタのカ
ウント開始スヘキクランク角カウンタの値及びダウンカ
ウント値とをＣＰＵから指示され、ダウンカウンタの値
が１０」になったときに通電の場合はレベルｒＯＪに、
点火の場合はＶべ／Ｌ／「１」にする。（３６９）はコ
モンバスであり、ＣＰＵはこのパス信号線に制御及びデ
ータ信号を乗せ、周辺回路の制御及びデータの送受を行
なう。

次に点火時期演算の方法を説明する。第１２図は点火時
期演算方法の一例を示すフローチャートである。まず回
転角センサと吸気圧センサ信号より求めた回転数Ｎｏと
吸餓圧Ｐｍをもとにメモリー　に記憶しておいた運転状
態に対応した基本点火時期θｍ（回転数と吸気圧からな
る２次元マツプ）を求める。次に吸気圧ＰｔｎがＰｌ　
（たとえば−ｓａｏａｇ＊Ｈｇ）より小さい場合は確実
にノッキングが発生しない軽負荷と判断する。ＰＭより
大きい場合にはノッキング検出回路からノッキングパル
スを受けたかどうかによってこの燃焼サイクルがノッキ
ングナイフ〜であるかどうかを判別する。

ノッキングナイフμと判断された場合には進角タイマを
リセットする（ム＝０）。次にエンジン条件に応じて定
めた所定サイクル全数えるためのすィク〜カウンタＣの
値を読み出し、今起ったノッキングと一つ声に起ったノ
ッキングの間の点火サイクル数を調べる。このＣの値が
０でないならば所定サイクル中にノッキングが続発した
ものとみなし遅角係数αをａ２にする。もしＣ＝ｏなら
すでに所定サイクル以上経過しているためαをα１にす
る（α１〈α２　）。次に今起きたノッキングからの点
火サイケ〜をカウントするためにサイクルカウンタの値
をエンジン回転数と吸気圧とに応じた所定サイクル数に
セットする（Ｃ＝Ｃｉｊ）。

サイクルカウンタにセットする値Ｃｉｊはたとえば次表
のようになっている。　　　（電位サイケ／ｌ／）ここ
で、Ｃ１ｊ＝ｏの値をセットする（例えば４８００　ｒ
ｐｍＩｎ以上の場合のように）のは、その領埴ではノッ
キングの続発状態によって遅角量を変化させる機能を実
質的に無効にするためである。

次に遅角量Δθ及び補正点火時期θＧをΔθ＝α・Δθ
Ｏ及び０ｃ＝θＣ＋△θによって算出する。ここでΔθ
０は遅角量の基本単位でたとえば０．５°ｃｈ　Ｋなっ
ている。ａ１＝　１．１２！　＝＝４とすれば所定サイ
クル内にノッキングが続発した場合にはΔθ−ｊｌ’ｃ
ａ　（４Ｘ０．５　）、そうでない場合はΔθ＝０．５
°Ｃム（Ｉ　Ｘ　Ｏ，６）になる。補正点火時期θＣは
基本点火時期からの遅角量である。

Ｏｃには上限θ。ｍｍｘ　　を定めておきこれ以上遅角
させないリミッタの働きをさせる。そして次回の点火の
ための最終的な点火時期θをθ＝θ追−θＣにより算出
する。

一方今の燃焼サイクルがノッキングサイクルでない場合
には進角タイマをひとつだけカウントｕｐする（ム＝ム
＋１）。次にサイクルカウンタＣをカウントダウンし先
回のノッキングからの点火サイク／Ｌ’数の経過を刻む
。さらに進角タイマが所定の数に達しているかどうかを
調べ所定数に達している場合にはθム（たとえば０．５
°Ｃム）だけ補正点火時期を減じ、従って進角方向に点
火時期を修正する。

さてＰ　ｍ　（Ｐ　３のときはノッキングが発生しない
軽負荷であるため、進角ターイマ人及びサイクルカウン
タＣをＯにリセットすると共に補正点火時期をＯにする
。この場合の点火時期θはθＢに等しくなり最進角状態
となる。これは軽負荷時にすばやく最進角状態にするこ
とにより遅角による性能ロスをふせぐためである。以上
のようにして点火時Ｗ１が演算されイグナイタ、コイル
を通じて機関に点火される。

以上詳細に述べたように、本発明はノッキングの続発状
態を検出してノッキング１回当りの遅角量を変化させる
と共に、ノッキングの続発状態を検出する期間を機関条
件に応じて変化させているので、定常時の運転性能と過
渡時の運転性能の両方を大幅に向上させることができる
という優れた効果がある。また、本発明はノッキングの
続発状１ｊｉｊＫ応じて１回当シの遅角量を変化させる
と共に、特定の機関条件下ではとの遅角量を変化させる
機能を実質的に無効圧しているので、定常、過渡時の運
転性能を向上させることができ、特定運転時においてノ
ッキングの誤判定、出力低下を低減できるという優れた
効果がある。

【図面の簡単な説明】 ｗ１１図は点火時期変動と遅角量の関係を示す特性図、
第２図は本発明の第１の実施例を示す全体構成図、第８
図は第２図中のノッキング検出回路の詳細構成図、第４
図は第３図番部の信号波形図、第５図は第３図中の遅角
量可変回路および遅角量演算回路の詳細構成図、第６図
は第５図番部の信号波形図、第７図は本発明の第２の実
施例における遅角量可変回路および遅角量演算回路の詳
細構成図、第８図は第７囲者部の信号波形図、第９図は
本発明の第８の実施例における遅角量可変回路の詳細構
成図、第１０図は本発明の第４の実施例を示す全体構成
図、第１１図は第１０図中の点火時期ｄｒ制御回路の詳
細構成図、第１２図は第１１図に示す点火時期制御回路
における演算処理手順を示すフローチャートである。 ■・・・ノッキング検出器、２・・・ディストリビュー
タ、３・・・点火時期制御回路、４・・・イグナイタ、
５・・・エンジン、６−・・回転センサ、？・−・吸４
に、圧セフす、８・・・へ火コイル、８１・・・ノッキ
ング検出回路、８３・・・遅角量可変回路、８４・・・
遅角量演算回路、８６０・・・中央処理ユニット。 代理人弁理士　岡　部　　　隆

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）内燃機関のノッキングを検出するノッキング検出
   器と、このノッキング検出器からの出力信号に応じて点
   火時期制御信号を発生する点火時期制御回路と、この点
   火時期制御回路からの点火時期制御信号を発生する点火
   装置とを含む内燃機関用点火時期制御装置において、１
   度ノッキングと判定した時点から所定点火サイクル数又
   は所定時間だけ経過する以前に次のノッキングを判定し
   たかどうかによってノッキング１回当りの遅角量を変化
   させ、かつ前記所定点火サイクル数又は所定時間を回転
   数又は負圧等の機関条件に応じて変化させるようにした
   ことを特徴とする内燃機関用点火時期制御装置。
2. （２）内燃機関のノッキングを検出するノッキング検出
   器と、このノッキング検出器からの出力信号に応じて点
   火時期制御信号を発生する点火時期制御回路と、この点
   火時期制御回路からの点火時期制御信号によシ点大信号
   を発生する点火装置とを含む内燃機関用点火時期制御装
   置において、１度ノッキングと判定した時点から所定点
   火サイクル数又は所定時間だけ経過する以前に次のノッ
   キングを判定したかどうかＫよってノッキング１回当シ
   の遅角量を変化させ、かつ特定の機関条件下においては
   前記遅角量を変化させる機能を実質的に無効にするよう
   Ｋしたことを特徴とする内燃機関用点火時期制御装置。 （（至）内燃機関のノッキングを検出するノッキング検
   出器と、このノッキング検出器からの出力信号に応じて
   点火時期制御信号を発生する点火時期制御回路と、この
   、く火時期制御回路からの点火時期制御信号によ）点大
   信号を発生する点火装置とを含む内燃機関用点火時期制
   御装置において、１度ノッキングと判定した時点から所
   定点火サイクル数又は所定時間だけ経過する以前に次の
   ノッキングを判定したかどうかによってノッキング１回
   当シの遅角量を変化させ、かつ前記所定点火サイクμ数
   又は所定時間を回転数又は負圧等の機関条件に応じて変
   化させると共に特定の機関条件下においては前記遅角量
   を変化させる機能を実質的に無効にするようにしたこと
   を特徴とする内燃機関用点火時期制御装置。