JPH0650104B2 - 内燃機関の点火時期制御装置 - Google Patents

内燃機関の点火時期制御装置

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JPH0650104B2
JPH0650104B2 JP60016095A JP1609585A JPH0650104B2 JP H0650104 B2 JPH0650104 B2 JP H0650104B2 JP 60016095 A JP60016095 A JP 60016095A JP 1609585 A JP1609585 A JP 1609585A JP H0650104 B2 JPH0650104 B2 JP H0650104B2
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    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/15Digital data processing
    • F02P5/1502Digital data processing using one central computing unit
    • F02P5/1504Digital data processing using one central computing unit with particular means during a transient phase, e.g. acceleration, deceleration, gear change
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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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点火時期制御装置、特に加速時に
基本進角値を補正制御するものに関する。
(従来の技術) 近年排気ガスの低減、燃費向上の要求が高まり、点火時
期に対しても、これら要求を満足しつつ走行性能を維持
向上させるため、従来装置では不可能であった精密かつ
複雑な点火時期制御を行う電子制御の点火時期制御装置
が実用化されている(昭和59年11月、日産自動車株
式会社発行、RB系エンジン整備要領書、第42頁参
照)。
このような装置について述べると、点火時期の制御ばか
りでなく燃料噴射量についても集中的に行うコントロー
ルユニットには機関運転状態を表す代表値として吸入空
気量信号、機関回転数信号を入力し、これらを信号処理
して得られる機関回転数Nと吸入空気量Qaとから燃焼
に必要な基本噴射量Tpを演算して燃料噴射量制御の基
礎とするとともに、これらNとTpから点火時期制御の
基礎となる基本進角値を演算する。この基本進角値は例
えばNとTpに対応する基本進角値マップとしてコント
ロールユニットを構成するメモリに予め記憶され、テー
ブルルックアップより読み出だされるが、この基本進角
値は更に他の運転状態を表す機関水温等により補正さ
れ、通常の点火進角値が決定される。この場合、点火進
角値は上死点前のクランク角を表す数値として記憶さ
れ、その点火進角値に相当する上死点前クランク角のと
きに、点火コイルの1次電流を遮断するようパワトラン
ジスタに点火信号が送られ点火がなされる。このように
して、点火時期が運転状態に応じて予め設定される点火
進角値に基づいて最適に制御されるのである。
(発明が解決しようとする問題点) ところで、出力,燃費の向上のためには点火時期をMB
Tに設定するのがよいのであるが、ノッキングの発生を
考慮してMBTよりも遅角させた所定値に前記基本進角
値が余裕を持って設定される。この場合、基本進角値は
大部分の運転域を占める定常運転時に対し設定されるた
め、定常運転時の要求点火進角値を表すものとなってい
る。これに対し、急加速時には定常運転時よりも吸気温
度が上昇していない分だけ、ノッキングを発生するにも
余裕があり、その分進角させてMBTに近付けることが
できれば、燃焼圧力を有効に利用することが可能とな
り、急加速時の発生トルクを向上することとなる。
しかし、急加速と同時に点火時期をMBTにまで一気に
進角すると、トルクが急激に立ち上がるため、急加速初
期においては、このトルクの急変動により振動を起こし
一時的に運転性が乱れる。
そこで、この発明は、基本進角値を定常時のMBTにも
とづいて設定した場合に、加速時に生じる定常時との吸
入空気温度差に応じた余裕分を有効に利用する点火時期
制御装置を提供することを目的とする。
(問題点を解決するための手段) 本発明は第1図に示すように、機関の回転数を検出する
回転数検出手段1と、機関の吸入空気量を検出する熱線
式の空気量検出手段2と、これらの検出値をパラメータ
としてマップ参照により定常時のMBTにもとづいて設
定した基本進角値を求める基本進角値演算手段3と、急
加速時を判別する加速判別手段4と、加速程度を演算す
る加速程度演算手段5と、この加速程度に応じた進角値
補正量及び加速程度に応じた遅角値補正量をそれぞれ演
算する補正量演算手段6と、前記急加速判別時から第1
の所定期間まで前記加速程度に応じた遅角値補正量によ
り前記基本進角値を遅角補正し、前記第1の所定期間の
経過時から第2の所定期間まで前記加速程度に応じた進
角値補正量により前記基本進角値を進角補正する補正手
段7と、この補正された進角値に応じて点火コイルの1
次電流を遮断する点火手段8と、前記進角補正中にノッ
キングが発生したかどうかを判別するノッキング判別手
段31と、この判別結果よりノッキングが発生したとき
は前記補正手段7に対して進角補正の中止を指示する進
角補正中止指示手段32とを設けた。
(作用) 機関急加速時は定常運転時よりも、吸気温度が上昇して
いない分だけノッキングが発生しにくく、その余裕分に
応じた補正量である進角値補正量により、第1の所定時
間の経過時から第2の所定時間までの急加速途中で補正
手段7が基本進角値を増量して点火時期を進角すると、
定常運転時よりも点火時期がよりMBTの近傍に設定さ
れ、燃焼圧力をその分有効に利用することが可能とな
り、急加速途中の発生トルクを向上することができる。
また、上記の進角補正中でもノッキングが発生すると、
吸入空気温度が定常時の吸入空気温度に近づいてきたと
判断され進角補正が中止されることから、吸入空気温度
が上昇してくるまでの時間にわたって定常時よりも高い
機関出力が発生する。
さらに、急加速判別時から第1の所定時間までの急加速
初期において、補正手段7が基本進角値を減量補正して
点火時期を遅角させると、燃焼が遅れることになり、ト
ルクの立上がりを緩やかにしてがくがく振動を緩和する
ことができ滑らかな加速を得ることができる。
さらにまた、加速の程度が大きいほど急加速直前と急加
速終了後の各定常状態における吸入空気温度差が大きい
ことから、第1の所定時間の経過時から第2の所定時間
まで加速の程度に応じて進角値補正が設定されると、加
速の程度に応じて過不足なく進角値補正量が与えられ、
どのような急加速を行っても、極めて高い出力が得られ
る。
同様にして、加速の程度が大きいほど吸入空気量の増大
(つまり機関出力の増大)が大きいことから、急加速判
別時より第1の所定時間まで加速の程度に応じて遅角補
正量が設定されると、加速の程度に応じて過不足なく遅
角補正量が与えられ、これによってさまざまな急加速条
件において急加速初期のがくがく振動が軽減される。
(実施例) 第2図は本発明の一実施例の機械的な構成の概略図であ
る。この例は電子制御により点火時期制御を行うものに
適用した例であり、その制御は中央演算ユニット、メモ
リ、入出力信号処理回路から構成されるコントロールユ
ニット10により集中的に行なわれる。即ち、コントロ
ールユニット10の入出力信号処理回路には、機関に吸
入される空気量を検出する熱線式のエアフローメータ1
4からの吸入空気量信号、クランク軸のクランク角1゜
毎の信号及びクランク角の所定位置を検出するクランク
角センサ(ディストリビュータ15に内蔵)からの1゜
信号及びクランク角基準位置信号、吸気絞り弁21の開
度を検出する絞り弁開度センサ16からの絞り弁開度信
号、冷却水温を検出する温度センサ17からの温度信
号、ノッキングを検出するノックセンサ18からのノッ
キング信号がそれぞれ入力される。ここに、ノックセン
サ18は圧電素子から構成されシリンダブロックに発生
する振動を電気信号に変換するものである。なお、20
は機関本体、22は燃料噴射弁、23は点火プラグ、2
4はターボチャージャ、25は触媒である。
第3図は第2図中の中央演算ユニット内で行なわれる動
作内容を示す流れ図である。なお、数字は各ステップを
示す。この流れ図に基づきこの実施例による作用を説明
すると、30,31では1゜信号を所定時間計数して得
られる機関回転数Nと、A/D変換器によりデジタル値
に変換された吸入空気量信号,絞り弁開度信号から得ら
れる吸入空気量Qa,絞り弁開度Θを読み込むとともに、
ノッキング信号を信号処理して得られるノッキングレベ
ルを読み込む。32ではNとQaとから燃焼に必要な基
本噴射量Tp(=K・Qa/N、ただしKは定数)を演算
して噴射量制御の基礎とするとともに、33にてこのT
とNを用いて点火時期の基本進角値MAPadvを算出
する。具体的には、この例ではNとTpに対応する基本
進角値MAPadvがコントロールユニット10を構成す
るメモリに予め記憶されており、テーブルルックアップ
により進角値マップADVMAPから読み出される。な
お、MAPadvはMBTより遅角された所定の点火時期
に対応し、圧縮上死点前のクランク角を表す数値として
記憶されている。次に34では絞り弁開度Θの単位時間
当たりの勾配ΔΘ/ΔTを算出する。このΔΘ/ΔTは
加速程度を表し、35にてこのΔΘ/ΔTに応じて加速
初期遅角補正量ADVrと加速余裕進角補正量ADVaを
演算する。36では絞り弁21が全開にあるか否かを確
認し、全開でなければ、急加速時でないと判別して37
にてMAPadvをこのときの要求進角値ADVとする。
こうして求まるADVは38にて入出力信号処理回路に
出力されると、圧縮上死点前クランク角ADV゜にOF
Fとなる点火信号に変換され、この点火信号により図示
しないパワトランジスタが点火コイルの1次電流を遮断
し、点火が行われる。
次に、36で絞り弁21が全開であれば急加速時にある
と判別され、39に進む。39では絞り弁21が全開と
なったときからの時間Tを加速初期遅角時間(第1の所
定時間)T1と比較し、TがT<T1であれば加速初期
に遅角補正を行う時間内にあると判別し40にて前記M
APadvからADVrを減算してこのときの要求進角値A
DV(=MAPadv−ADVr)を求める。時間経過し3
9にてTがT≧T1となり加速初期遅角時期を越えたこ
とが判別されると、41に進みTと加速時間(第2の所
定時間)T2(T2>T1)を比較する。TがT<T2
であれば加速途中であると判別して43で前記MAPad
vにADVaを加算してこのときの要求進角値ADV(=
MAPadv+ADVa)を求める。41でTがT≧T2と
なり加速が終了したと判別される場合にはMAPadvの
補正は行わなわず、37にてMAPadvをそのままAD
Vとする。なお、TがT1≦T<2にあっても絞り弁2
1が全開でなくなれば、MAPadvの補正は行わない。
なお、この例はノッキングセンサ18の信号に基づいて
フィードバック制御を行うものであり、こうした装置で
は、42にてノッキングが発生しているか否か確認し、
ノッキングが発生していないことが判別されれば、前述
のようにMAPadvにADVaを加算する点火時期の進角
を行い、もしノッキングが検出されれば、MAPadvの
補正は行わない。この場合には、引き続いてノッキング
センサ18の信号の基づくフィードバック制御を行う。
即ちMAPadvから一定時間毎に所定値ずつ減量する遅
角補正を行い目標ノッキングレベルに収束される。ま
た、逆にローレベルにあると、目標ノッキングレベルに
まで一定時間毎に所定値ずつMAPadvを増量する進角
補正を行い目標ノッキングレベルに収束させる。これに
より定常運転時には、点火時期は目標ノッキングレベル
に制御される。
第4図はこの実施例による急加速時の作用、効果を機関
回転数、軸トルクにつき従来例との比較において示した
特性図である。なお、実線が従来例を、破線がこの実施
例を示す。
図示したように、急加速判別時からの経過時間TがT1
≦T<T2にある加速途中には、基本進角値MAPad
vにADVaが加算されることにより、吸気温度上昇分
に相当する、急加速時に生じる加速余裕分を埋めて進角
補正される。このため、急加速時には定常運転時よりも
さらにMBT近傍にまで進角することができ、この結
果、燃焼最高温度を高め加速時のトルク向上ひいては加
速性能を向上することができる。
また、上記の進角補正中でもノッキングが発生すると、
吸入空気温度が定常時の吸入空気温度に近づいてきたと
判断され進角補正が中止されることから、吸入空気温度
が上昇してくるまでの時間にわたって定常時よりも高い
機関出力を発生することができる。
一方、TがT<T1である急加速初期にも点火時期をM
BT近傍にまで一気に進角すると、良好な燃焼圧力によ
りトルクが急激に立ち上がるため、急加速初期におい
て、このトルクの急変動によりガクガク振動が発生す
る。
これに対しこの実施例では、急加速初期にMAPadv
からADVrが減算されることにより点火時期がMBT
から余裕を持って遅角補正される。このため、燃焼が緩
やかとなって、トルクの急変動によるがくがく振動を緩
和することができる。
さらに、加速の程度が大きいほど急加速直前と急加速終
了後の各定常状態における吸入空気温度差が大きいこと
から、上記の急加速途中に加速の程度に応じて進角値補
正を設定する(たとえば加速程度が大きくなるほど進角
値補正量を大きくする)ことで、絞り弁全開にしての急
加速時を行うときは、急加速の前の絞り弁位置に関係な
くどの絞り弁位置から急加速を行っても、極めて高い出
力を得ることができる。
同様にして、加速の程度が大きいほどの吸入空気量の増
大(つまり機関出力の増大)が大きいことから、上記の
急加速初期に加速の程度に応じて遅角補正量を設定する
(たとえば加速程度が大きいほど遅角値補正量を大きく
する)ことで、加速の程度に応じて過不足なく遅角値補
正量を与えることができ、これによってさまざまな急加
速条件において急加速初期のがくがく振動を軽減でき
る。
なお、がくがく振動の幅あるいは時間はさまざまであ
り、これらに対応して前記ADVr、T1を設定するこ
とは容易である。
ところで、熱線式のエアフローメータにより吸入空気量
を検出しているこの例では、フラップ式のようにフラッ
プの慣性にともなう急加速時の応答遅れが生じることが
ないため、急加速時にこの熱線式のエアフローメータで
検出された吸入空気量Qaと回転数Nから基本進角値M
APadvを決定し、この基本進角値MAPadvで点
火を行っても、点火時期が過進角になったり過遅角にな
ったりすることはなく、したがって過進角に伴うノッキ
ングが生じることもない。
しかしながら、回転数と吸入空気量が同じでも、急加速
時は定常時より吸入空気温度が低いので、ノッキングを
回避しつつその低い分だけ定常時よりも進角させること
ができれば、定常時における出力よりも高い出力を発生
させることができる。この例は、フラップ式のエアフロ
ーメータなどに生じる急加速時の応答遅れによって過進
角や過遅角になったのを修正するというものでなく、急
加速前後の吸入空気温度差に伴う余裕分を有効に利用し
ようというのである。
(発明の効果) この発明は、機関の回転数を検出する回転数検出手段
と、機関の吸入空気量を検出する熱線式の空気量検出手
段と、これらの検出値をパラメータとしてマップ参照に
より定常時のMBTにもとづいて設定した基本進角値を
求める基本進角値演算手段と、急加速時を判別する加速
判別手段と、加速程度を演算する加速程度演算手段と、
この加速程度に応じた進角値補正量及び加速程度に応じ
た遅角値補正量をそれぞれ演算する補正量演算手段と、
前記急加速判別時から第1の所定期間まで前記加速程度
に応じた遅角値補正量により前記基本進角値を遅角補正
し、前記第1の所定期間の経過時から第2の所定期間ま
で前記加速程度に応じた進角値補正量により前記基本進
角値を進角補正する補正手段と、この補正された進角値
に応じて点火コイルの1次電流を遮断する点火手段と、
前記進角補正中にノッキングが発生したかどうかを判別
するノッキング判別手段と、この判別結果よりノッキン
グが発生したときは前記補正手段に対して進角補正の中
止を指示する進角補正中止指示手段とを設けたので、急
加速途中では定常時との吸入空気温度差に応じた分だけ
機関出力を、吸入空気温度が定常時の吸入空気温度に上
昇してくるまでの期間余計に引き出して十分な加速性が
得られるほか、急加速初期には機関出力の突発的な増大
を抑制して、がくがく振動を緩和することができ、かつ
加速程度に応じた進角値補正量と遅角値補正量とが過不
足なく与えられることから、どのような急加速途中でも
極めて高い出力が得られ、またさまざまな急加速条件に
おいて急加速初期のがくがく振動を軽減することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の構成を明示するための全体構成図で
ある。 第2図はこの発明の一実施例の機械的な構成の概略図、
第3図は第2図中の中央演算ユニットにて行なわれる動
作内容を表す流れ図である。第4図はこの実施例による
急加速時の作用を機関回転数,軸トルクにつき従来例と
の比較において示した特性図である。 1……回転数検出手段、2……熱線式空気量検出手段、
3……基本進角値演算手段、4……加速判別手段、5…
…加速程度演算手段、6……補正量演算手段、7……補
正手段、8……点火手段、10……コントロールユニッ
ト、14……エアフローメータ、15……クランク角セ
ンサ内蔵のディストリビュータ、16……絞り弁開度セ
ンサ17……温度センサ、18……ノックセンサ、20
……機関本体、21……吸気絞り弁、22……燃料噴射
弁、23……点火プラグ、31……ノッキング判別手
段、32……進角補正中止指示手段。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】機関の回転数を検出する回転数検出手段
    と、機関の吸入空気量を検出する熱線式の空気量検出手
    段と、これらの検出値をパラメータとしてマップ参照に
    より定常時のMBTにもとづいて設定した基本進角値を
    求める基本進角値演算手段と、急加速時を判別する加速
    判別手段と、加速程度を演算する加速程度演算手段と、
    この加速程度に応じた進角値補正量及び加速程度に応じ
    た遅角値補正量をそれぞれ演算する補正量演算手段と、
    前記急加速判別時から第1の所定時間まで前記加速程度
    に応じた遅角値補正量により前記基本進角値を遅角補正
    し、前記第1の所定時間経過時から第2の所定時間まで
    前記加速程度に応じた進角値補正量により前記基本進角
    値を進角補正する補正手段と、この補正された進角値に
    応じて点火コイルの1次電流を遮断する点火手段と、前
    記進角補正中にノッキングが発生したかどうかを判別す
    るノッキング判別手段と、この判別結果よりノッキング
    が発生したときは前記補正手段に対して進角補正の中止
    を指示する進角補正中止指示手段とを設けたこと特徴と
    する内燃機関の点火時期制御装置。
JP60016095A 1985-01-30 1985-01-30 内燃機関の点火時期制御装置 Expired - Lifetime JPH0650104B2 (ja)

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