JPH0634490A - イオン電流によるmbt検出方法 - Google Patents

イオン電流によるmbt検出方法

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JPH0634490A
JPH0634490A JP19184892A JP19184892A JPH0634490A JP H0634490 A JPH0634490 A JP H0634490A JP 19184892 A JP19184892 A JP 19184892A JP 19184892 A JP19184892 A JP 19184892A JP H0634490 A JPH0634490 A JP H0634490A
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JP
Japan
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mbt
ion current
ignition
crank angle
ignition timing
Prior art date
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Pending
Application number
JP19184892A
Other languages
English (en)
Inventor
Morihito Asano
守人 浅野
Katsuyuki Kajitani
勝之 梶谷
Sadao Takagi
定夫 高木
Manabu Takeuchi
学 竹内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DAIYAMONDO DENKI KK
Daihatsu Motor Co Ltd
Diamond Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
DAIYAMONDO DENKI KK
Daihatsu Motor Co Ltd
Diamond Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P17/00Testing of ignition installations, e.g. in combination with adjusting; Testing of ignition timing in compression-ignition engines
    • F02P17/02Checking or adjusting ignition timing
    • F02P17/04Checking or adjusting ignition timing dynamically

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Testing Of Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】軸トルクを測定することなく、MBTを検出す
る。 【構成】点火直後のシリンダ内にイオン電流を流してそ
の電流値が最大となる時間を計測し、計測された時間と
所定のクランク角度との時間差を演算し、演算された時
間差よりMBTを検出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、主として自動車用エン
ジンに適用されるイオン電流によるMBT検出方法に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、点火時期をコンピュータで計算
し、その結果に基づいて点火コイルに信号を送出するシ
ステムにおいては、その点火時期は、MBT(Minimum
Spark Advance for Best Torque )を適合するのが通例
である。これは、一般的に、一定の運転条件下において
点火時期を進めていくと、軸トルクは、図6に示すよう
に、上昇しその後に下降にうつるもので、その変化の最
も高くなる頂上付近では通常変化幅の小さい平坦な状態
に近く、点火進角に鈍感であるが、NOx発生量やノッ
クの発生は点火時期に敏感であり、点火時期を決定する
場合に制約条件として作用するためである。上記MBT
は、点火時期を徐々に進角していき、軸トルクが平坦に
なった後、点火時期を遅角していき、軸トルクが低下し
始める時点を検出することによって検出される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、エンジン
は、必ずしも点火時期をMBTで決定すれば運転できる
ものではなく、ノック限界がMBTよりも前にくる場合
があり、このような場合に点火時期をMBTで適合する
とノックが発生するので運転不可能である。したがっ
て、上記のようにMBTを点火時期の設定に適合するも
のでは、運転不可能になることがあるため、図7に示す
ように、ノック限界を考慮してそのバラツキ要素を含ん
だノック余裕を備えて設定する必要がある。しかしなが
ら、上記した構成のように、MBTを軸トルクが低下し
始める時点で検出するものでは、ノック限界がその前に
存在すると、検出できないものであった。
【0004】また、例えば特公昭54−27277号公
報に記載された内燃機関イオン電流検出装置のように、
エンジンのスパークプラグを利用して、点火後燃焼によ
り生成されたイオンにイオン電流が流れることを検出し
て、燃焼状態を観測する方法が知られているが、検出し
たイオン電流を利用してMBTを検出するものではなか
った。
【0005】本発明は、このような不具合を解消するこ
とを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、次のような手段を講じたものであ
る。すなわち、本発明に係るイオン電流によるMBT検
出方法は、点火直後のシリンダ内にイオン電流を流して
その電流値が最大となる時間を計測し、計測された時間
と所定のクランク角度との時間差を演算し、演算された
時間差よりMBTを検出することを特徴とする。
【0007】
【作用】このような構成のものであれば、正常な燃焼に
あっては、イオン電流が最大値を示す点火からの経過時
間が、燃焼圧が最大となる経過時間と略一致することを
利用している。また、点火時期がMBTに適合している
運転の場合には、燃焼圧が最大となる時期が、特定のク
ランク角度に対応していることが知られている。したが
って、イオン電流の最大電流値となる経過時間を計測
し、前記した特定のクランク角度に一致して設定する所
定のクランク角度と減算して、その時間差からその時の
点火時期に対するMBTがクランク角に換算して何度進
角又は遅角しているかを検出することができる。このよ
うにして検出したMBTを利用して、点火時期を常にM
BTに適合させるよう制御することが可能となる。
【0008】
【実施例】以下、本発明の一実施例を、図面を参照して
説明する。
【0009】図1に概略的に示したエンジン100は自
動車用の4気筒のもので、その吸気系1には図示しない
アクセルペダルに応動して開閉するスロットルバルブ2
が配設され、その下流側にはサージタンク3が設けられ
ている。サージタンク3に連通する吸気系1の吸気マニ
ホルド4の、シリンダ10に吸気弁10aを介して連通
する一方の端部近傍には、さらに燃料噴射弁5が設けて
あり、この燃料噴射弁5を、電子制御装置6により各気
筒毎に独立して噴射すべく制御するようにしている。ま
た排気系20には、排気ガス中の酸素濃度を測定するた
めの空燃比センサであるOセンサ21が、図示しない
マフラに至るまでの管路に配設された三元触媒22の上
流の位置に取り付けられている。
【0010】電子制御装置6は、中央演算処理装置7
と、記憶装置8と、入力インターフェース9と、出力イ
ンターフェース11とを具備してなるマイクロコンピュ
ータシステムを主体に構成されており、その入力インタ
ーフェース9には、サージタンク3内の圧力を検出する
ための吸気圧センサ13からの吸気圧信号a、エンジン
回転数NEを検出するための回転数センサ14からの回
転数信号b、車速を検出するための車速センサ15から
の車速信号c、スロットルバルブ2の開閉状態を検出す
るためのアイドルスイッチ16からのLL信号d、エン
ジンの冷却水温を検出するための水温センサ17からの
水温信号e、上記したOセンサ21からの電圧信号h
などが入力される。一方、出力インターフェース11か
らは、燃料噴射弁5に対して燃料噴射信号fが、またス
パークプラグ18に対してイグニッションパルスgが出
力されるようになっている。スパークプラグ18には、
高圧ダイオード23を介してイオン電流を測定するため
のバイアス用電源24が接続されている。このバイアス
電源を含むイオン電流測定のための回路及びその測定方
法それ自体は、当該分野で知られている種々の方法が使
用できる。
【0011】電子制御装置6には、吸気圧センサ13か
ら出力される吸気圧信号aと回転数センサ14から出力
される回転数信号bとを主な情報とし、エンジン状況に
応じて決まる各種の補正係数で基本噴射時間を補正して
燃料噴射弁開成時間すなわちインジェクタ最終通電時間
Tを決定し、その決定された通電時間により燃料噴射弁
5を制御して、エンジン負荷に応じた燃料を該燃料噴射
弁5から吸気系1に噴射させるためのプログラムが内蔵
してある。このプログラムにおいては、点火直後のシリ
ンダ内にイオン電流を流してその電流値が最大となる時
間を計測し、計測された時間と所定クランク角度との差
を演算し、演算された時間差よりMBTを検出するよう
にプログラミングされているものである。
【0012】このMBT検出制御プログラムの概要は図
2に示すようなものである。
【0013】イオン電流によるMBTの検出は、点火直
後にバイアス電源24からスパークプラグ18にバイア
ス電圧を印加すると、図4に示すように、正常燃焼の場
合、イオン電流は急激に流れた後、上死点TDC手前で
減少した後再び増加し、燃焼圧が最大となるクランク角
近傍でイオン電流の値が最大となるピーク値になること
に基づいて行うものである。一般的に、点火時期がMB
Tに適合している運転時には、燃焼圧の最大値となるピ
ークが、上死点TDCから特定のクランク角度例えば1
5°CA(クランク角)遅角した点に一致することが知
られている。したがって、燃焼圧のピークとほぼピーク
を同じくするイオン電流をモニタすることにより、イオ
ン電流のピークが上死点TDCからどれだけ遅角あるい
は進角しているかを検知することによって、MBTがそ
の時の点火時期ではどの程度遅角あるいは進角していた
かを検出することができる。そして、このような検出さ
れたMBTの遅角あるいは進角の度合いを利用して、イ
オン電流のピークが上死点TDCから15°CA遅角し
た位置になるように点火時期を調節すれば、常時点火時
期をMBTに適合させることができる。この実施例で
は、MBTを検出するために設定される所定のクランク
角度として、上死点TDCから15°CA遅角した角度
を設定する。
【0014】具体的にはまず、ステップ51では、点火
の後の測定されたイオン電流MADCxの最大値MAD
CMAXを検出する。イオン電流MADCxは、エンジ
ン回転数に応じて設定されるA/D変換周期(クランク
角に基づく単位)で上死点TDCからA/D変換を開始
してアナログ電流値をディジタルデータである変換値と
し、得られた変換値を上死点TDCから順に昇順となる
データ番号を付して記憶装置8のRAMに記憶して測定
する。次に、ステップ52では、検出された最大値MA
DCMAXに付されたデータ番号DTMBTnを検出す
る。A/D変換周期は、クランク角から決定されている
ので、データ番号DTMBTに変換周期を乗ずること
により上死点TDCからMBTに至る間でのクランク角
が判明するものである。ステップ53では、検出された
データ番号DTMBTを下式(1)によりなまし処理
を行い、そのなまし値MBTAVを演算する。
【0015】 MBTAV=MBTAVn−1+ (DTMBT−MBTAVn−1)/8 …(1) この後、ステップ54では、得られたなまし値MBTA
にA/D変換周期(クランク角に基づく単位)を乗
じて、上死点TDCから今回測定されたイオン電流MA
DCxの最大値MADCMAXとなったピークのクラン
ク角までの経過時間BRNTIMEを演算する。続いて
ステップ55では、算出された経過時間BRNTIME
とMBTとのずれ量MBTPOSを下式(2)により計
算する。 MBTPOS=BRNTIME−15°CA …(2) このようにして、点火時期がMBTに適合していない場
合には、所定のクランク角から遅角若しくは進角してい
ることから、MBTを検出するものである。換言すれ
ば、毎回の点火時にその時の点火時期がMBTからクラ
ンク角に換算してどれだけ進角もしくは遅角しているか
を検出するものである。上記のステップは、それぞれの
気筒に対して点火毎に実行される。
【0016】このようにして、エンジン周辺を改造する
ことなく毎回の点火時期のMBTが検出できるので、点
火時期をMBTに適合するように調整する制御を容易に
行うことを可能にしている。
【0017】次に、上記のMBTの検出を利用するべ
く、検出されたずれ量MBTPOSに基づいて、MBT
に適合する点火時期とするための制御について、図3に
示すフローチャートにて、説明する。
【0018】まず、ステップ61では、図示しないカム
ポジションセンサからの気筒判別信号により第1気筒か
否かを判定し、第1気筒であればステップ62に移行
し、第1気筒でなければ第2、3、4気筒のいずれかの
気筒の処理に進む。それぞれの気筒については、第1気
筒における処理と同様であるので、説明は省略する。ス
テップ62では、ステップ51〜55で得られた今回の
ずれ量MBTPOSnの内の、第1気筒のずれ量MBT
POS1を記憶装置8から読み出す。ステップ63で
は、読み出されたずれ量MBTPOS1を、第1気筒の
前回の点火時期AESA1n−1に加減して、今回の点
火時期AESA1を算出する{式(3)} 。 AESA1=AESA1n−1−(±MBTPOS1) …(3) このような、点火時期の調整を行う制御において、リー
ンバーン領域での運転が行われている場合に、第1気筒
の点火が開始され、イオン電流MADCxの計測が行わ
れると、制御は先ず、MBTの検出を行うために、ステ
ップ51から順にステップ55まで進み、今回の点火の
MBTを検出して、今回の点火時期がMBTに対してど
れだけずれていたかを検出する。このずれは、ずれ量M
BTPOSの符号で遅角の場合と進角の場合とがある。
この実施例では、所定のクランク角度を上死点TDCか
ら15°CA遅角した位置と設定しているが、この値に
限定されるものではない。そして検出されたずれ量MB
TPOS1は記憶され、次回の点火時期を決定する際に
用いられる。点火時期の決定は、ステップ61からステ
ップ63により行われるもので、気筒を判別した後、そ
の気筒のずれ量MBTPOSを前回の点火時期AES
A1n−1に加算して次回の点火時期AESA1を決
定する。この場合、図5に示すように、ずれ量MBTP
OSが負の値を示して5°CA遅角している場合は、次
回の点火によりイオン電流MADCxのピークがMBT
と重なり合うよう、前回の点火時期AESA1n−1
そのずれ量MBTPOSにより進角した値としている。
【0019】このように、MBTに適合しない点火時期
のずれの検出は、点火毎に行え、その検出毎に、そして
各気筒毎に点火時期の修正が実施できるので、各気筒の
点火時期を常にMBTに適合した状態にでき、ノックフ
ィードバック制御等と組み合わせることでエンジンのば
らつきも吸収でき、ノック限界をも考慮した最適な点火
時期での運転が可能となる。したがって、ドライバビリ
ティ及びエミッションの悪化が防止できるものである。
【0020】なお、本発明は以上説明した実施例に限定
されるものではない。
【0021】その他、各部の構成は図示例に限定される
ものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変
形が可能である。
【0022】
【発明の効果】本発明は、以上に詳述したように、MB
Tを毎回の点火毎に検出できるので、MBTに適合した
最適な点火時期に調整することが容易になし得る状態を
作ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す概略構成説明図。
【図2】同実施例の制御手順を示すフローチャート図。
【図3】同実施例の制御手順を示すフローチャート図。
【図4】同実施例の燃焼圧とイオン電流とのクランク角
に対する変化を示すグラフ。
【図5】同実施例の作用説明図。
【図6】点火時期と軸トルクとの関係を示すグラフ。
【図7】従来例におけるノック限界とMBTとの関係を
示すグラフ。
【符号の説明】
6…電子制御装置 7…中央演算処理装置 8…記憶装置 9…入力インターフェース 10…シリンダ 11…出力インターフェース 18…スパークプラグ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高木 定夫 大阪府池田市桃園2丁目1番1号 ダイハ ツ工業株式会社内 (72)発明者 竹内 学 大阪市淀川区塚本1丁目15番27号 ダイヤ モンド電機株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】点火直後のシリンダ内にイオン電流を流し
    てその電流値が最大となる時間を計測し、計測された時
    間と所定のクランク角度との時間差を演算し、演算され
    た時間差よりMBTを検出することを特徴とするイオン
    電流によるMBT検出方法。
JP19184892A 1992-07-20 1992-07-20 イオン電流によるmbt検出方法 Pending JPH0634490A (ja)

Priority Applications (1)

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JP19184892A JPH0634490A (ja) 1992-07-20 1992-07-20 イオン電流によるmbt検出方法

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JP19184892A JPH0634490A (ja) 1992-07-20 1992-07-20 イオン電流によるmbt検出方法

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JPH0634490A true JPH0634490A (ja) 1994-02-08

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ID=16281518

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6371078B1 (en) 1999-08-23 2002-04-16 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Method of controlling a direct fuel injection engine and storage medium storing the same
JP2008057507A (ja) * 2006-09-04 2008-03-13 Mazda Motor Corp エンジンのクランク角検出装置
JP2017020398A (ja) * 2015-07-09 2017-01-26 マツダ株式会社 エンジンの制御装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6371078B1 (en) 1999-08-23 2002-04-16 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Method of controlling a direct fuel injection engine and storage medium storing the same
JP2008057507A (ja) * 2006-09-04 2008-03-13 Mazda Motor Corp エンジンのクランク角検出装置
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