JPH068298Y2 - 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Info
- Publication number
- JPH068298Y2 JPH068298Y2 JP14725288U JP14725288U JPH068298Y2 JP H068298 Y2 JPH068298 Y2 JP H068298Y2 JP 14725288 U JP14725288 U JP 14725288U JP 14725288 U JP14725288 U JP 14725288U JP H068298 Y2 JPH068298 Y2 JP H068298Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ignition timing
- water temperature
- cooling water
- engine
- idle
- Prior art date
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- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
- Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Description
（産業上の利用分野） 本考案は、自動車等内燃機関の点火時期制御装置に係
り、特に機関始動時のアイドル安定までの時間を短縮す
る内燃機関の点火時期制御装置に関する。 （従来の技術） 近年、エンジン制御の電子制御化が進み、エンジンの燃
焼状態を運転条件に基づいてマイクロコンピュータによ
り判断し、燃焼状態に関連するパラメータ（例えば、噴
射量、点火時期）を制御する電子式制御装置が広く普及
している。また、自動車等内燃機関に対する要求が高度
化しており、有害な排気ガスの低減、高出力、低燃費等
の互いに相反する課題についても何れも高レベルでその
達成が求められる傾向にあり、このような要求はマイク
ロコンピュータを用いてこそ実現が可能になる。 一方、アイドル時は低回転のため、少しの回転変動でも
安定度の低下、燃費の悪化、振動発生等が生じることか
ら、近時は気筒別にきめ細かく燃焼状態を制御すること
が行われており、これはいわゆるアイドルアクティブ制
御と称される。本考案は、上記事項を技術的背景として
いる。 従来のこの種の内燃機関の燃焼制御装置としては、例え
ば特公昭６２−４２１５３号公報に記載のものがある。
この装置では、機関の各運転状態における各気筒のノッ
ク限界の平均的な値を与える補正制御値を記憶し、この
補正制御値と各気筒毎に発生したノッキング信号により
演算して得られる逐次補正値を合成した補正値で機関の
各運転状態における基準制御値を各気筒毎に補正し、上
記補正制御値を所定の周期で各気筒の逐次補正値に基づ
いて更新することにより、わずかな逐次補正値で精度よ
くノッキングを抑制し、また運転状態変化時のノッキン
グ抑制制御の応答を向上させ、各気筒の点火時期を全て
の運転状態に亘って個々のノッキング限界に制御してい
る。 これは、アイドル時についても同様であり、特に始動時
からのアイドル制御は第７図のプログラムで実行され
る。同図において、まず、キースイッチが操作されてエ
ンジンがクランキングを開始すると、同時にマイクロコ
ンピュータが起動し、Ｐ１で始動時の点火時期ＡＤＶと
して各気筒共一律の値をメモリから読み出して設定す
る。一般には、例えばＢＴＤＣ15°程度の値が設定され
る。このとき、点火時期ＡＤＶの補正量は
り、特に機関始動時のアイドル安定までの時間を短縮す
る内燃機関の点火時期制御装置に関する。 （従来の技術） 近年、エンジン制御の電子制御化が進み、エンジンの燃
焼状態を運転条件に基づいてマイクロコンピュータによ
り判断し、燃焼状態に関連するパラメータ（例えば、噴
射量、点火時期）を制御する電子式制御装置が広く普及
している。また、自動車等内燃機関に対する要求が高度
化しており、有害な排気ガスの低減、高出力、低燃費等
の互いに相反する課題についても何れも高レベルでその
達成が求められる傾向にあり、このような要求はマイク
ロコンピュータを用いてこそ実現が可能になる。 一方、アイドル時は低回転のため、少しの回転変動でも
安定度の低下、燃費の悪化、振動発生等が生じることか
ら、近時は気筒別にきめ細かく燃焼状態を制御すること
が行われており、これはいわゆるアイドルアクティブ制
御と称される。本考案は、上記事項を技術的背景として
いる。 従来のこの種の内燃機関の燃焼制御装置としては、例え
ば特公昭６２−４２１５３号公報に記載のものがある。
この装置では、機関の各運転状態における各気筒のノッ
ク限界の平均的な値を与える補正制御値を記憶し、この
補正制御値と各気筒毎に発生したノッキング信号により
演算して得られる逐次補正値を合成した補正値で機関の
各運転状態における基準制御値を各気筒毎に補正し、上
記補正制御値を所定の周期で各気筒の逐次補正値に基づ
いて更新することにより、わずかな逐次補正値で精度よ
くノッキングを抑制し、また運転状態変化時のノッキン
グ抑制制御の応答を向上させ、各気筒の点火時期を全て
の運転状態に亘って個々のノッキング限界に制御してい
る。 これは、アイドル時についても同様であり、特に始動時
からのアイドル制御は第７図のプログラムで実行され
る。同図において、まず、キースイッチが操作されてエ
ンジンがクランキングを開始すると、同時にマイクロコ
ンピュータが起動し、Ｐ１で始動時の点火時期ＡＤＶと
して各気筒共一律の値をメモリから読み出して設定す
る。一般には、例えばＢＴＤＣ15°程度の値が設定され
る。このとき、点火時期ＡＤＶの補正量は
〔０〕となっ
ている。すなわち、始動時の点火時期ＡＤＶは冬、夏季
等に拘らず、また前回からの再始動の間隔に拘らず、常
に一定で固定値である。 次いで、Ｐ２でアイドルスイッチがＯＮであるか否かを
判別し、ＯＮのときはＰ３〜Ｐ５でアイドルアクティブ
制御を実行し、ＯＦＦのときはアイドル以外であるか
ら、Ｐ６にジャンプする。Ｐ３ではアイドル時の燃料状
態を検出（例えば、ノッキングの有無、回転変動の検出
等）し、Ｐ４でこの検出結果に基づいて気筒毎に点火時
期ＡＤＶの補正値を演算する。補正値はアイドル安定化
を図るため等のもので、最適な燃焼状態となるように、
例えば１°毎（１回のルーチン実行で１°）の大きさに
設定される。次いで、Ｐ５で点火時期ＡＤＶを上記補正
値で補正し、気筒別に点火時期を決定し、混合気に点火
する。これにより、アイドルアクティブ制御が行われ
る。 次いで、Ｐ６でキースイッチがＯＦＦであるか否かを判
別し、ＯＮであるときはＰ７で上記補正値をメモリに記
憶してＰ２に戻り、ＯＦＦになるとプログラムを終了す
る。 （考案が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来の内燃機関の燃焼制御装
置にあっては、始動時の点火時期が全気筒一律にある固
定値となっていたため、第７図のプログラムを実行して
アイドルアクティブ制御を行ったとしても、アイドルが
より一層安定するまでに長い時間（例えば、５分間程
度）を要する、という問題点があった。 （考案の目的） そこで、本考案と、始動時の点火時期の決定を工夫する
ことにより、アイドルがより一層安定するまでの時間を
短縮できる内燃機関の点火時期制御装置を提供すること
を目的としている。 （課題を解決するための手段） 本考案による内燃機関の点火時期制御装置は目的達成の
ため、その基本概念図を第１図に示すように、エンジン
のアイドル状態を検出するアイドル検出手段ａと、エン
ジンの冷却水温を検出する冷却水温検出手段ｂと、各気
筒の燃焼状態を検出する燃焼状態検出手段ｃと、始動時
およびアイドル時の基本点火時期を設定する基本点火時
期設定手段ｄと、エンジンがアイドル状態に移行したと
き、燃焼状態検出手段ｃの出力値が所定の目標状態にな
るように、アイドル用点火時期補正量を各気筒ごとに演
算するとともに、実冷却水温が所定冷却水温以下の場合
における各アイドル用点火時期補正量の平均値を冷却水
温に対応して記憶し、該平均値を次回の始動用点火時期
補正量の初期値とする補正量演算手段ｅと、エンジンが
始動するとき、始動時の冷却水温に対応して前記始動用
点火時期補正量の初期値を読み出し、前記基本点火時期
を読み出した初期値に基づいて補正し、アイドル状態に
移行すると前記基本点火時期を各気筒毎に前記アイドル
用補正量に基づき補正する点火時期設定手段ｆと、を備
えている。 （作用） 本考案では、実冷却水温が所定冷却水温以下の場合にお
ける各気筒のアイドル用点火時期補正量の平均値が冷却
水温に対応して記憶され、次回のエンジン始動時には、
そのときの冷却水温に対する前記補正量を初期値として
点火時期が補正される。 したがって、エンジン始動時の燃焼状態が速やかに適切
なものに制御され、アイドル安定までの時間が短縮され
る。このとき、冷却水温をパラメータとして補正量が記
憶されるので、エンジンの停止から次回の始動までの機
関や環境条件が異なる場合でも、エンジン停止から時間
の始動までの補正量の相関関係が長期に亘って保持され
るとともにそのときの環境条件に応じた補正量でエンジ
ン始動時の点火時期が補正される。 （実施例） 以下、本考案を図面に基づいて説明する。 第２〜６図は本考案に係る内燃機関の燃焼制御装置の一
実施例を示す図であり、本実施例は第１の考案を４気筒
エンジンに適用したものである。 まず、構成を説明する。第２図において、１はクランク
角センサであり、クランク角センサ（クランク角検出手
段）１は爆発間隔（180°ＣＡ）毎に各気筒の圧縮上死
点（ＴＤＣ）前の所定位置、例えばＢＴＤＣ70°で
〔Ｈ〕レベルのパルスとなる基準信号ＲＥＦを出力する
とともに、クランク角の単位角度（例えば、１°）毎に
〔Ｈ〕レベルのパルスとなる単位信号ＰＯＳをコントロ
ールユニット２に出力する（傘（ａ）、（ｂ）参照）。
ま、３は１ＭHzのカウンタであり、カウンタ３はクラン
ク角センサ１の基準信号ＲＥＦがコントロールユニット
２に入力されると、第３図（ｃ）に示すように任意の区
間θ１〜θ２、θ３〜θ４°ＣＡ間の時間Ｎｉを測定す
る。なお、上記区θ１〜θ２、θ３〜θ４°ＣＡは予め
実験等によって最適な区間が設定されており、その徹底
値は後述するコントロールユニット２内のＲＯＭ22デー
タによって任意に変えることができる。 吸入空気の流量Ｑａはエアフローメータ４により検出さ
れ、ウォータジャケットを流れる冷却水の温度Ｔｗは水
温センサ５（冷却水温検出手段）により検出される。ま
た、締弁の開度ＴＶＯは締弁開度センサ６により検出さ
れ、締弁のアイドル開度はアイドルスイッチ（アイドル
検出手段）７により検出される。さらに、エンジンの始
動、停止はキースイッチ８により検出される。 上記クランク角センサ１、エアスローメータ４、水温セ
ンサ５、締弁開度センサ６およびキースイッチ８は運転
状態検出手段10を構成しており、運転状態検出手段10お
よびアイドルスイッチ７からの出力はコントロールユニ
ット２に入力される。コントロールソニット２は単体で
基本点火時期設定手段、補正量演算手段および点火時期
設定手段としての機能を有するとともに、コントロール
ユニット２はクランク角センサ１と共に燃焼状態検出手
段11を構成する。コントロールユニット２はＣＰＵ21、
ＲＯＭ22、ＲＡＭ23およびＩ／Ｏポート24からなるマイ
クロコンピュータにより構成される。ＣＰＵ21はＲＯＭ
22に書き込まれているプログラムに従ってＩ／Ｏポート
24より必要とする外部データを取り込んだり、またＲＡ
Ｍ23との間でデータの授受を行ったりしながら点火時期
制御に必要な処理値等を演算処理し、必要に応じて処理
したデータをＩ／Ｏポート24へ出力する。ＲＯＭ22はＣ
ＰＵ21を制御するプログラムを格納しており、ＲＡＭ23
は演算に使用するデータを一時的に記憶し、記憶データ
はバッテリバックアップされる。Ｉ／Ｏポート24にはセ
ンサ群１、４、５、６、７、８からの信号やカウンタ３
からの情報が入力されるとともに、Ｉ／Ｏポート24から
は噴射信号Ｓｉおよび点火時期Ｓｐがそれぞれインジェ
クタ25a〜25dおよびパワートランジスタ26に出力され
る。パワートランジスタ26のベース側に増幅された点火
信号が入力されると（パワートランジスタ26への通電が
停止されると）、該パワートランジスタ26をＯＦＦとし
て点火コイル27に供給されているパッテリ28からの一時
電流を遮断して二次側に高圧パルスＰｈを発生する。そ
して、この高圧パルスＰｈをディストリビュータ29を介
して各気筒の点火プラグ30a〜30dに分配、供給する。上
記バワートランジスタ26、点火コイル27、バッテリ28、
ディストリビュータ29および点火プラグ30a〜30dは点火
手段31を構成する。点火手段31は燃焼状態を制御するパ
ラメータとして点火時期を操作する操作手段としての機
能を有する。 次に、作用を説明する。 第４図は回転変動から燃焼状態を検出するためのプログ
ラムを示すフローチャートであり、本プログラムは所定
期間毎に一度実行される。まず、Ｐ１１でクランク角セ
ンサ１のＲＥＦ信号入力後のＰＯＳ信号に基づき１ＭHz
のカウンタ３で第３図（ｃ）に示すようにθ１〜θ２°
ＣＡ間の時間Ｔｉおよびθ３〜θ４°ＣＡ間の時間Ｔ
ｉ′を次式に従って演算し、Ｐ１２で時間Ｔｉと90°
ＣＡ後の時間Ｔｉ′から次式に従って前回と今回の回
転数の変化（角速度の変化）Ｎｅ．ｉを演算する。（第
３図（ｄ）参照）とともに、さらに、この回転数の変化
における偏差ΔＮｅを次式に従って演算する。 Ｔｉ＝θ２−θ１ Ｔｉ′＝θ４−θ３｝…… 但し、Ｋ：定数 ΔＮｅ＝Ｎｅ．ｉ−１−Ｎｅ．ｉ…… 但し、Ｎｅ．ｉ−１：前回の回転数の変化量 ここに、ΔＮｅは１８０°ＣＡ毎に変化し、その時の燃
焼状態を表す。 次いで、Ｐ１３でこのΔＮｅを所定のメモリにストアし
て今回のルーチンを終了する。 上記ステップＰ１１〜Ｐ１３は機関回転と気筒の図示平
均有効圧Ｐｉが密接な相関関係にあることに基づいて気
筒毎にＰｉ変動（燃焼変動）を検出するものである。具
体的にはアイドリング時の機関回転は上下死点の１８０
°ＣＡ間にその時点で燃焼・膨張行程にある気筒の図示
平均有効圧Ｐｉによって大きな影響を受ける。すなわ
ち、回転数の絶対値ではその時の燃焼状態を検知するこ
とができないが、第５図に示すようにＴＤＣ〜９０°Ｃ
Ａ毎の回転変動を測定するようにすれば、燃焼した気筒
の図示平均有効圧Ｐｉを検知することができる。そし
て、このＰｉという検出データに基づいて第６図に示す
プログラムで燃焼状態の制御が実行される。 第６図は点火時点制御プログラムを示すフローチャート
であり、本プログラムはエンジンの始動と同時にスター
トし、所定期間毎に一度実行される。 エンジンのクランキング開始と同時に、まず、Ｐ３０で
冷却水温Ｔｗを読み込み、Ｐ３１でそのときの冷却水温
Ｔｗに対して記憶しておいたマップから補正値（請求の
範囲にいう補正量に相当する。以下、同様）を初期値と
して読み出。なお、マップには水温毎に領域を分けて補
正値が後述の平均処理によって記憶されており、これが
初期値となる。この補正値は従来のような固定値（例え
ば、ＢＴＤ15°）ではなく、後述のステップＰ３２〜Ｐ
３６で演算されるものである。そして、この補正値を用
いて点火時期ＡＤＶ、例えば、上述の如き固定値（ＢＴ
ＤＣ15°）を補正して混合気に点火する。したがって，
始動時の点火時期は適切に補正されるが、この効果は説
明の都合上後述する。次いで、エンジンが始動すると、
Ｐ２〜Ｐ６では第７図に示した従来例と同一の処理を行
なう。この場合、本実施例ではＰ３のステップでは第３
図のプログラムにより気筒毎に燃焼状態を検出する。な
お、燃焼状態の検出は本実施例のような方式に限るもの
ではなく、例えば、気筒毎に筒内圧センサを設け、燃焼
室内の圧力を直性的に検出する方式のものであっても良
い。また、Ｐ４のステップでは気筒毎のＡＤＶの補正値
は燃焼状態が所定の目標状態になるように演算される。 Ｐ６でＮＯ分岐に従うときには、次いで、Ｐ３２で冷却
水温Ｔｗを読み込み、Ｐ３３でこれを所定値Ｔｗｏと比
較する。Ｔｗ≦ＴｗｏのときはＰ34〜Ｐ36のステップで
移動平均を求める処理を行ない。Ｔｗ＞ＴwoのときはＰ
37にジャンプする。所定値Ｔwoは始動直後の冷却水温に
相関するような補正値が求められる値として予め実験に
より最適値が設定される。Ｔｗ＞Ｔwoのとき37にジャン
プするのは、水温が上昇して始動時に相関する補正値と
はもはや言えなくなるからであ。Ｐ34ではそのときの冷
却水温Ｔｗに対する前回までの補正値をＲＡＭ23から読
み出し、Ｐ35で該冷却水温Ｔｗに対する今回の補正値と
の移動平均を演算する。移動平均は、例えば、前回と今
回の補正値を所定割合（15/16と1/16のように）で平均
して求める。これは、データの信頼性を確保しつつ、精
度を高めるためのものである。これにより、上記移動平
均の値は始動直後の冷却水温Ｔｗに相関したものとして
求められる。次いで、Ｐ36でこのようにして求めた補正
値をバッテリバックアップのＲＡＭ23に記憶し、Ｐ37で
点火時期ＡＶＤを補正値により補正し、再びＰ２に戻
る。 以上のプログラムにおいて、本実施例では、実冷却水温
が冷却水温Ｔｗ以下の場合における各気筒のアイドル用
点火時期補正値の平均値が、今回始動時における冷却水
温Ｔｗに対する点火時期ＡＤＶの補正値とし採用される
ので、始動時の点火時期は一律に固定ではなく、そのと
きの冷却水温Ｔｗに対応したものとなる。 したがって、エンジン始動時の燃焼状態が速やかに適切
なものに制御され、アイドル安定までの時間が短縮され
る。例えば、半分もしくは1/3程度とすることができ
る。この結果、エンジンの運転性を向上させることがで
きる。 また、冷却水温をパラメータとして補正値を記憶してい
るため、エンジンの停止から次回の始動までの期間や環
境条件が異なる場合でも、エンジン停止から次回の始動
までの補正値の相関関係を長期に亘って保持することが
できるとともにそのときの環境条件に応じた補正値でエ
ンジン始動時の点火時期を補正することができる。 （効果） 本考案によれば、実冷却水温が冷却水温以下の場合にお
ける各気筒のアイドルに用点火時期補正量の平均値を、
今回始動時期における冷却水温に対する点火時期の補正
値として採用しているので、エンジン始動時の燃焼状態
を速やかに適切なものに制御することができ、アイドル
がより一層安定するまでの時間を大幅に短縮することが
できる。この結果、エンジンの運転性を向上させること
ができる。 また、冷却水温をパラメータと補正量を記憶しているた
め、エンジンの停止から次回の始動までの機関や環境条
件が異なる場合でも、エンジン停止から次回の始動まで
の補正量の相関関係を長期に亘って保持することができ
るとともにそのときの環境条件に応じた補正量でエンジ
ン始動時の点火時期を補正することができる。
ている。すなわち、始動時の点火時期ＡＤＶは冬、夏季
等に拘らず、また前回からの再始動の間隔に拘らず、常
に一定で固定値である。 次いで、Ｐ２でアイドルスイッチがＯＮであるか否かを
判別し、ＯＮのときはＰ３〜Ｐ５でアイドルアクティブ
制御を実行し、ＯＦＦのときはアイドル以外であるか
ら、Ｐ６にジャンプする。Ｐ３ではアイドル時の燃料状
態を検出（例えば、ノッキングの有無、回転変動の検出
等）し、Ｐ４でこの検出結果に基づいて気筒毎に点火時
期ＡＤＶの補正値を演算する。補正値はアイドル安定化
を図るため等のもので、最適な燃焼状態となるように、
例えば１°毎（１回のルーチン実行で１°）の大きさに
設定される。次いで、Ｐ５で点火時期ＡＤＶを上記補正
値で補正し、気筒別に点火時期を決定し、混合気に点火
する。これにより、アイドルアクティブ制御が行われ
る。 次いで、Ｐ６でキースイッチがＯＦＦであるか否かを判
別し、ＯＮであるときはＰ７で上記補正値をメモリに記
憶してＰ２に戻り、ＯＦＦになるとプログラムを終了す
る。 （考案が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来の内燃機関の燃焼制御装
置にあっては、始動時の点火時期が全気筒一律にある固
定値となっていたため、第７図のプログラムを実行して
アイドルアクティブ制御を行ったとしても、アイドルが
より一層安定するまでに長い時間（例えば、５分間程
度）を要する、という問題点があった。 （考案の目的） そこで、本考案と、始動時の点火時期の決定を工夫する
ことにより、アイドルがより一層安定するまでの時間を
短縮できる内燃機関の点火時期制御装置を提供すること
を目的としている。 （課題を解決するための手段） 本考案による内燃機関の点火時期制御装置は目的達成の
ため、その基本概念図を第１図に示すように、エンジン
のアイドル状態を検出するアイドル検出手段ａと、エン
ジンの冷却水温を検出する冷却水温検出手段ｂと、各気
筒の燃焼状態を検出する燃焼状態検出手段ｃと、始動時
およびアイドル時の基本点火時期を設定する基本点火時
期設定手段ｄと、エンジンがアイドル状態に移行したと
き、燃焼状態検出手段ｃの出力値が所定の目標状態にな
るように、アイドル用点火時期補正量を各気筒ごとに演
算するとともに、実冷却水温が所定冷却水温以下の場合
における各アイドル用点火時期補正量の平均値を冷却水
温に対応して記憶し、該平均値を次回の始動用点火時期
補正量の初期値とする補正量演算手段ｅと、エンジンが
始動するとき、始動時の冷却水温に対応して前記始動用
点火時期補正量の初期値を読み出し、前記基本点火時期
を読み出した初期値に基づいて補正し、アイドル状態に
移行すると前記基本点火時期を各気筒毎に前記アイドル
用補正量に基づき補正する点火時期設定手段ｆと、を備
えている。 （作用） 本考案では、実冷却水温が所定冷却水温以下の場合にお
ける各気筒のアイドル用点火時期補正量の平均値が冷却
水温に対応して記憶され、次回のエンジン始動時には、
そのときの冷却水温に対する前記補正量を初期値として
点火時期が補正される。 したがって、エンジン始動時の燃焼状態が速やかに適切
なものに制御され、アイドル安定までの時間が短縮され
る。このとき、冷却水温をパラメータとして補正量が記
憶されるので、エンジンの停止から次回の始動までの機
関や環境条件が異なる場合でも、エンジン停止から時間
の始動までの補正量の相関関係が長期に亘って保持され
るとともにそのときの環境条件に応じた補正量でエンジ
ン始動時の点火時期が補正される。 （実施例） 以下、本考案を図面に基づいて説明する。 第２〜６図は本考案に係る内燃機関の燃焼制御装置の一
実施例を示す図であり、本実施例は第１の考案を４気筒
エンジンに適用したものである。 まず、構成を説明する。第２図において、１はクランク
角センサであり、クランク角センサ（クランク角検出手
段）１は爆発間隔（180°ＣＡ）毎に各気筒の圧縮上死
点（ＴＤＣ）前の所定位置、例えばＢＴＤＣ70°で
〔Ｈ〕レベルのパルスとなる基準信号ＲＥＦを出力する
とともに、クランク角の単位角度（例えば、１°）毎に
〔Ｈ〕レベルのパルスとなる単位信号ＰＯＳをコントロ
ールユニット２に出力する（傘（ａ）、（ｂ）参照）。
ま、３は１ＭHzのカウンタであり、カウンタ３はクラン
ク角センサ１の基準信号ＲＥＦがコントロールユニット
２に入力されると、第３図（ｃ）に示すように任意の区
間θ１〜θ２、θ３〜θ４°ＣＡ間の時間Ｎｉを測定す
る。なお、上記区θ１〜θ２、θ３〜θ４°ＣＡは予め
実験等によって最適な区間が設定されており、その徹底
値は後述するコントロールユニット２内のＲＯＭ22デー
タによって任意に変えることができる。 吸入空気の流量Ｑａはエアフローメータ４により検出さ
れ、ウォータジャケットを流れる冷却水の温度Ｔｗは水
温センサ５（冷却水温検出手段）により検出される。ま
た、締弁の開度ＴＶＯは締弁開度センサ６により検出さ
れ、締弁のアイドル開度はアイドルスイッチ（アイドル
検出手段）７により検出される。さらに、エンジンの始
動、停止はキースイッチ８により検出される。 上記クランク角センサ１、エアスローメータ４、水温セ
ンサ５、締弁開度センサ６およびキースイッチ８は運転
状態検出手段10を構成しており、運転状態検出手段10お
よびアイドルスイッチ７からの出力はコントロールユニ
ット２に入力される。コントロールソニット２は単体で
基本点火時期設定手段、補正量演算手段および点火時期
設定手段としての機能を有するとともに、コントロール
ユニット２はクランク角センサ１と共に燃焼状態検出手
段11を構成する。コントロールユニット２はＣＰＵ21、
ＲＯＭ22、ＲＡＭ23およびＩ／Ｏポート24からなるマイ
クロコンピュータにより構成される。ＣＰＵ21はＲＯＭ
22に書き込まれているプログラムに従ってＩ／Ｏポート
24より必要とする外部データを取り込んだり、またＲＡ
Ｍ23との間でデータの授受を行ったりしながら点火時期
制御に必要な処理値等を演算処理し、必要に応じて処理
したデータをＩ／Ｏポート24へ出力する。ＲＯＭ22はＣ
ＰＵ21を制御するプログラムを格納しており、ＲＡＭ23
は演算に使用するデータを一時的に記憶し、記憶データ
はバッテリバックアップされる。Ｉ／Ｏポート24にはセ
ンサ群１、４、５、６、７、８からの信号やカウンタ３
からの情報が入力されるとともに、Ｉ／Ｏポート24から
は噴射信号Ｓｉおよび点火時期Ｓｐがそれぞれインジェ
クタ25a〜25dおよびパワートランジスタ26に出力され
る。パワートランジスタ26のベース側に増幅された点火
信号が入力されると（パワートランジスタ26への通電が
停止されると）、該パワートランジスタ26をＯＦＦとし
て点火コイル27に供給されているパッテリ28からの一時
電流を遮断して二次側に高圧パルスＰｈを発生する。そ
して、この高圧パルスＰｈをディストリビュータ29を介
して各気筒の点火プラグ30a〜30dに分配、供給する。上
記バワートランジスタ26、点火コイル27、バッテリ28、
ディストリビュータ29および点火プラグ30a〜30dは点火
手段31を構成する。点火手段31は燃焼状態を制御するパ
ラメータとして点火時期を操作する操作手段としての機
能を有する。 次に、作用を説明する。 第４図は回転変動から燃焼状態を検出するためのプログ
ラムを示すフローチャートであり、本プログラムは所定
期間毎に一度実行される。まず、Ｐ１１でクランク角セ
ンサ１のＲＥＦ信号入力後のＰＯＳ信号に基づき１ＭHz
のカウンタ３で第３図（ｃ）に示すようにθ１〜θ２°
ＣＡ間の時間Ｔｉおよびθ３〜θ４°ＣＡ間の時間Ｔ
ｉ′を次式に従って演算し、Ｐ１２で時間Ｔｉと90°
ＣＡ後の時間Ｔｉ′から次式に従って前回と今回の回
転数の変化（角速度の変化）Ｎｅ．ｉを演算する。（第
３図（ｄ）参照）とともに、さらに、この回転数の変化
における偏差ΔＮｅを次式に従って演算する。 Ｔｉ＝θ２−θ１ Ｔｉ′＝θ４−θ３｝…… 但し、Ｋ：定数 ΔＮｅ＝Ｎｅ．ｉ−１−Ｎｅ．ｉ…… 但し、Ｎｅ．ｉ−１：前回の回転数の変化量 ここに、ΔＮｅは１８０°ＣＡ毎に変化し、その時の燃
焼状態を表す。 次いで、Ｐ１３でこのΔＮｅを所定のメモリにストアし
て今回のルーチンを終了する。 上記ステップＰ１１〜Ｐ１３は機関回転と気筒の図示平
均有効圧Ｐｉが密接な相関関係にあることに基づいて気
筒毎にＰｉ変動（燃焼変動）を検出するものである。具
体的にはアイドリング時の機関回転は上下死点の１８０
°ＣＡ間にその時点で燃焼・膨張行程にある気筒の図示
平均有効圧Ｐｉによって大きな影響を受ける。すなわ
ち、回転数の絶対値ではその時の燃焼状態を検知するこ
とができないが、第５図に示すようにＴＤＣ〜９０°Ｃ
Ａ毎の回転変動を測定するようにすれば、燃焼した気筒
の図示平均有効圧Ｐｉを検知することができる。そし
て、このＰｉという検出データに基づいて第６図に示す
プログラムで燃焼状態の制御が実行される。 第６図は点火時点制御プログラムを示すフローチャート
であり、本プログラムはエンジンの始動と同時にスター
トし、所定期間毎に一度実行される。 エンジンのクランキング開始と同時に、まず、Ｐ３０で
冷却水温Ｔｗを読み込み、Ｐ３１でそのときの冷却水温
Ｔｗに対して記憶しておいたマップから補正値（請求の
範囲にいう補正量に相当する。以下、同様）を初期値と
して読み出。なお、マップには水温毎に領域を分けて補
正値が後述の平均処理によって記憶されており、これが
初期値となる。この補正値は従来のような固定値（例え
ば、ＢＴＤ15°）ではなく、後述のステップＰ３２〜Ｐ
３６で演算されるものである。そして、この補正値を用
いて点火時期ＡＤＶ、例えば、上述の如き固定値（ＢＴ
ＤＣ15°）を補正して混合気に点火する。したがって，
始動時の点火時期は適切に補正されるが、この効果は説
明の都合上後述する。次いで、エンジンが始動すると、
Ｐ２〜Ｐ６では第７図に示した従来例と同一の処理を行
なう。この場合、本実施例ではＰ３のステップでは第３
図のプログラムにより気筒毎に燃焼状態を検出する。な
お、燃焼状態の検出は本実施例のような方式に限るもの
ではなく、例えば、気筒毎に筒内圧センサを設け、燃焼
室内の圧力を直性的に検出する方式のものであっても良
い。また、Ｐ４のステップでは気筒毎のＡＤＶの補正値
は燃焼状態が所定の目標状態になるように演算される。 Ｐ６でＮＯ分岐に従うときには、次いで、Ｐ３２で冷却
水温Ｔｗを読み込み、Ｐ３３でこれを所定値Ｔｗｏと比
較する。Ｔｗ≦ＴｗｏのときはＰ34〜Ｐ36のステップで
移動平均を求める処理を行ない。Ｔｗ＞ＴwoのときはＰ
37にジャンプする。所定値Ｔwoは始動直後の冷却水温に
相関するような補正値が求められる値として予め実験に
より最適値が設定される。Ｔｗ＞Ｔwoのとき37にジャン
プするのは、水温が上昇して始動時に相関する補正値と
はもはや言えなくなるからであ。Ｐ34ではそのときの冷
却水温Ｔｗに対する前回までの補正値をＲＡＭ23から読
み出し、Ｐ35で該冷却水温Ｔｗに対する今回の補正値と
の移動平均を演算する。移動平均は、例えば、前回と今
回の補正値を所定割合（15/16と1/16のように）で平均
して求める。これは、データの信頼性を確保しつつ、精
度を高めるためのものである。これにより、上記移動平
均の値は始動直後の冷却水温Ｔｗに相関したものとして
求められる。次いで、Ｐ36でこのようにして求めた補正
値をバッテリバックアップのＲＡＭ23に記憶し、Ｐ37で
点火時期ＡＶＤを補正値により補正し、再びＰ２に戻
る。 以上のプログラムにおいて、本実施例では、実冷却水温
が冷却水温Ｔｗ以下の場合における各気筒のアイドル用
点火時期補正値の平均値が、今回始動時における冷却水
温Ｔｗに対する点火時期ＡＤＶの補正値とし採用される
ので、始動時の点火時期は一律に固定ではなく、そのと
きの冷却水温Ｔｗに対応したものとなる。 したがって、エンジン始動時の燃焼状態が速やかに適切
なものに制御され、アイドル安定までの時間が短縮され
る。例えば、半分もしくは1/3程度とすることができ
る。この結果、エンジンの運転性を向上させることがで
きる。 また、冷却水温をパラメータとして補正値を記憶してい
るため、エンジンの停止から次回の始動までの期間や環
境条件が異なる場合でも、エンジン停止から次回の始動
までの補正値の相関関係を長期に亘って保持することが
できるとともにそのときの環境条件に応じた補正値でエ
ンジン始動時の点火時期を補正することができる。 （効果） 本考案によれば、実冷却水温が冷却水温以下の場合にお
ける各気筒のアイドルに用点火時期補正量の平均値を、
今回始動時期における冷却水温に対する点火時期の補正
値として採用しているので、エンジン始動時の燃焼状態
を速やかに適切なものに制御することができ、アイドル
がより一層安定するまでの時間を大幅に短縮することが
できる。この結果、エンジンの運転性を向上させること
ができる。 また、冷却水温をパラメータと補正量を記憶しているた
め、エンジンの停止から次回の始動までの機関や環境条
件が異なる場合でも、エンジン停止から次回の始動まで
の補正量の相関関係を長期に亘って保持することができ
るとともにそのときの環境条件に応じた補正量でエンジ
ン始動時の点火時期を補正することができる。
第１図は本考案の基本概念図、第２〜６図は本考案に係
る内燃機関の燃焼制御装置の一実施例を示す図であり、
第２図はその全体構成図、第３図はその各部信号波形を
示す波形図、第４図はその回転変動検出のプログラムを
示すフローチャート、第５図はその平均有効圧と回転変
動との関係を示す特性図、第６図はその点火時期制御の
プログラムを示すフローチャート、第７図は従来の内燃
機関の燃焼制御のプログラムを示すフローチャートであ
る。 ２……コントロールユニット（基本点火時期設定手段、
補正量演算手段、点火時期設定手段）、 ５……水温センサ（冷却水温検出手段）、 ７……アイドルスイッチ（アイドル検出手段）、 １１……燃焼状態検出手段。
る内燃機関の燃焼制御装置の一実施例を示す図であり、
第２図はその全体構成図、第３図はその各部信号波形を
示す波形図、第４図はその回転変動検出のプログラムを
示すフローチャート、第５図はその平均有効圧と回転変
動との関係を示す特性図、第６図はその点火時期制御の
プログラムを示すフローチャート、第７図は従来の内燃
機関の燃焼制御のプログラムを示すフローチャートであ
る。 ２……コントロールユニット（基本点火時期設定手段、
補正量演算手段、点火時期設定手段）、 ５……水温センサ（冷却水温検出手段）、 ７……アイドルスイッチ（アイドル検出手段）、 １１……燃焼状態検出手段。
Claims (1)
- 【請求項１】ａ）エンジンのアイドル状態を検出するア
イドル検出手段と、 ｂ）エンジンの冷却水温を検出する冷却水温検出手段
と、 ｃ）各気筒の燃焼状態を検出する燃焼状態検出手段と、 ｄ）始動時およびアイドル時の基本点火時期を設定する
基本点火時期設定手段と、 ｅ）エンジンがアイドル状態に移行したとき、燃焼状態
検出手段の出力値が所定の目標状態になるように、アイ
ドル用点火時期補正量を各気筒ごとに演算するととも
に、実冷却水温が所定冷却水温以下の場合における各ア
イドル用点火時期補正量の平均値を冷却水温に対応して
記憶し、該平均値を次回の始動用点火時期補正量の初期
値とする補正量演算手段と、 ｇ）エンジンが始動するとき、始動時の冷却水温に対応
して前記始動用点火時期補正量の初期値を読み出し、前
記基本点火時期を読み出した初期値に基づいて補正し、
アイドル状態に移行すると前記基本点火時期を各気筒毎
に前記アイドル用補正量に基づき補正する点火時期設定
手段と、 を備えたことを特徴とする内燃機関の点火時期制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14725288U JPH068298Y2 (ja) | 1988-11-11 | 1988-11-11 | 内燃機関の点火時期制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14725288U JPH068298Y2 (ja) | 1988-11-11 | 1988-11-11 | 内燃機関の点火時期制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0269039U JPH0269039U (ja) | 1990-05-25 |
| JPH068298Y2 true JPH068298Y2 (ja) | 1994-03-02 |
Family
ID=31417481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14725288U Expired - Lifetime JPH068298Y2 (ja) | 1988-11-11 | 1988-11-11 | 内燃機関の点火時期制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH068298Y2 (ja) |
-
1988
- 1988-11-11 JP JP14725288U patent/JPH068298Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0269039U (ja) | 1990-05-25 |
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