JPH076478B2 - 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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JPH076478B2
JPH076478B2 JP62036896A JP3689687A JPH076478B2 JP H076478 B2 JPH076478 B2 JP H076478B2 JP 62036896 A JP62036896 A JP 62036896A JP 3689687 A JP3689687 A JP 3689687A JP H076478 B2 JPH076478 B2 JP H076478B2
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伸平 中庭
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株式会社ユニシアジェックス
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Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は内燃機関の点火時期制御装置に関する。
従来この種の点火時期制御装置としては、例えば特開昭
59−126071号公報に示されるようなものがある。
この種の従来のものでは、一般に基準クランク角位置信
号が出力された時に点火時期を設定し、点火時期に達し
た時に点火制御を行っている。
<発明が解決しようとする問題点> ところで、特に電子制御燃料噴射装置を備えた内燃機関
等にあっては、燃料噴射制御が機関運転状態に応じて応
答性良く行われるため以下のような問題を生じていた。
即ち、加速運転時には燃料噴射量が増量補正されるた
め、第7図に示すように燃焼圧力(図示平均有効圧)は
吸気絞り弁の開度変化に応答性よく追従し、急激に上昇
する。
ところが、車両の重量が大きく慣性が大きいため、車両
の加速中、機関の出力上昇に対する追従性の悪さに起因
する力の歪みが、車両のどこかに蓄積され、加速終了後
それが一気に解放されることにより、図示の如く車両ね
じり振動(車両の進行方向と後退方向とのガクガク振
動,以下車両振動と呼ぶ)を生じると共に機関の回転変
動を生じ運転性、乗り心地を悪化させていた。
そして、前述従来の点火時期制御においては、点火時期
は、検出された機関運転状態(機関回転数,負荷等)に
対し、その運転状態が定常であるときに対応して設定さ
れており、例えば、前記した加速時のような場合は、機
関回転変動が発生すると、その回転変動に対応して点火
時期も第8図に示すように進・遅角制御されるが、これ
は機関の出力変動を助長する方向に制御されるため機関
回転変動及び車両振動も助長される。また、かかる現象
は減速運転時にも発生する。かかる問題を解決するた
め、本願出願人は過渡運転時の回転変動を検出して車両
のサージ(前後振動)の発生状態を検出し、それによっ
て該サージを抑制する方向に点火時期を進遅角制御する
ようにしたものを提案した(実願昭60−150837号参
照)。
ところで、このものでは前記サージの検出は、次のよう
に行われていた。即ち、クランク角センサから基準クラ
ンク角(例えば4気筒機関では180゜)毎に出力される
信号(REF信号)の信号出力毎に、前回信号出力時から
前回信号出力時までの周期Tの逆数に比例した値として
回転速度N1を求め、同様にして前回の信号出力時に演算
した回転速度N0との差ΔN(=ΔN1−ΔN0)を回転速度
Nの変化量ΔNを求め、その大きさをサージのレベルと
判断して、該サージレベルに見合った点火時期の進遅角
補正を行ってサージを抑制するものであった。
しかしながら、かかる方式では、サージのレベルは振動
加速度で検出すべきものであり、したがって機関の回転
数変化量を基準クランク角度信号の出力毎の変化量とし
て求め、それによってサージレベルの検出の代用とする
のでは、サージレベルが発生時の機関回転数によって相
違してしまい、該検出結果に基づいて点火時期を進・遅
角補正制御すると、ある回転領域でのみ、サージ収束性
が良好に行われるが、その他の回転数領域では効きが悪
かったり、逆に効きすぎたりして良好な特性が得られな
いことが判明した。
本発明はこのような従来の問題点に着目してなされたも
ので、過波運転時に車両のサージレベルを正確に検出
し、該検出結果に基づいて点火時期を補正制御すること
により機関回転変動,車両振動を抑制し、運転性,乗り
心地を改善した内燃機関の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> このため本発明は第1図に示すように機関回転時基準ク
ランク角度毎に信号を出力する基準クランク角度信号出
力手段と、 基準クランク角度毎に機関回転数を検出する機関回転数
検出手段と、 前記機関回転数検出手段からの検出信号に基づき、基準
クランク角度信号入力毎の機関回転数の変化量を演算す
る回転数変化量演算手段と、 前記回転数変化量演算手段によって演算された基準クラ
ンク角度毎の回転数変化量を単位時間当りの回転数変化
量に換算する回転数変化量換算手段と、 機関の加・減速運転状態を検出する加・減速運転検出手
段と、 機関運転状態に応じて定常運転状態に対応した基本点火
時期を設定する基本点火時期設定手段と、 前記加・減速運転検出手段によって検出された加・減速
運転時に前記回転数変化量換算手段によって換算された
回転数変化量に応じて、前記基本点火時期設定手段によ
って設定された基本点火時期を機関回転数の変化を抑制
する方向に補正する点火時期補正手段と、 前記点火時期補正手段によって補正された点火時期に点
火装置に点火信号を出力する点火信号出力手段とを備え
て構成する。
<作用> 基準クランク角度信号出力手段から基準クランク角度毎
に信号が出力されると、機関回転数検出手段によって前
記信号の発生周期等に基づいて機関回転数が検出される
と同時に、このようにして今回検出された機関回転数と
前回検出された機関回転数との差として機関回転数の変
化量が回転数変化量演算手段によって演算される。
回転数変化量換算手段は、前記のようにして演算された
基準クンランク角度発生周期毎の機関回転数の変化量を
単位時間当りの機関回転数の変化量に換算する。
一方、機関運転状態に基づいて、基本点火時期設定手段
により基本点火時期が設定される。
そして、加・減速運転検出手段によって加・減速状態が
検出されると、前記のようにして換算された単位時間当
りの機関回転数の変化量に基づいて、機関回転数の変化
を抑制する方向に基本点火時期が補正される。
このようにして補正された点火時期に達すると点火信号
出力手段が点火栓に点火信号を出力し点火が行われる。
<実施例> 以下に、本発明の実施例を図に基づいて説明する。
実施例の構成を示す第2図において、機関1の吸気通路
2には吸入空気流量を検出するエアフロメータ3と吸気
絞り弁4の開度を検出する加・減速検出手段としてのス
ロットルセンサ5と、が設けられ、これら検出信号は制
御装置6に入力されている。また、機関1には燃料噴射
弁7が各気筒毎に設けられている。これら燃料噴射弁7
は制御装置6からの燃料噴射量に対応する噴射パルス信
号により開弁し、燃料を機関に噴射供給する。
また、機関1の各気筒には点火栓8が設けられている。
これら点火栓8には点火コイル9にて発生する高電圧が
ディストリビュータ10を介して順次印加され、これによ
り火花点火して混合気を着火燃焼させる。ここで、点火
コイル9はそれに付設されたパワートランジスタ11を介
して高電圧の発生時期を制御する。そして、点火時期の
制御は、パワートランジスタ11のON・OFF時期を制御装
置6からの点火信号で制御することにより行う。
前記ディストリビュータ10には光電式のクランク角セン
サ12が内蔵されている。クランク角センサ12は、ディス
トリビュータシャフト13と一体に回転するシグナルディ
スクプレート14と、検出部15とよりなる。シグナルディ
スクプレート14には、360個のポジション信号(1゜信
号)用スリット16と、4気筒の場合4個の基準クンラン
ク角度信号(180゜信号)用スリット17と、が形成され
ており、基準クランク角度信号用スリット17のうち1個
は#1気筒の判別用にもなっている。検出部15は前記ス
リット16,17を検出し、ポジション信号と、気筒判別信
号を含む基準クランク角度信号と、を制御装置6に出力
する。このようにクランク角センサ12は、基準クンラン
ク角度信号出力手段の機能を有する。
尚、18はスロットル弁4をバイパスする補助空気通路19
に設けられアイドル回転数を制御するアイドル制御弁,2
0はエアクリーナである。
次に作用を第3図のフローチャートに従って説明する。
第3図は、基準クランク角度信号入力毎に実行され、機
関回転数とその基準クランク角度信号入力毎の変化量
と、これを単位時間当りの変化量に換算した値とが求め
られる。
まず、ステップ(図ではSと記す。以下同様)1では、
基準クランク角度信号を前回入力した時から今回入力し
た時までの周期(ソフトウェアタイマで計測)に反比例
した値として機関回転数Nを演算によって検出する。
この機能が機関回転数検出手段に相当する。
ステップ2では、ステップ1にて今回検出された機関回
転数Nから前回検出された機関回転数N0を差し引いて、
基準クランク角度信号入力毎の機関回転数Nの変化量Δ
NRを演算する。
この機能が回転数変化量演算手段に相当する。
ステップ3では次回の演算のための今回の機関回転数を
N0にセットする。
ステップ4ではステップ2で求めた基準クランク角度毎
の変化量ΔNRを例えば次式によって単位時間当りの変化
量ΔNTに換算する。
但しNUは単位回転数(例えば3000rpm)である。1/NU
定数として設定してもよい。
この他、 等によっても同様に換算できる。
次に、加・減速運転検出ルーチンを第4図に従って説明
する。このルーチンは、単位時間(例えば10ms)毎に実
行される。
ステップ11ではスロットルセンサ5から絞り弁開度αを
入力する。
ステップ12では絞り弁開度αの変化量Δα(αの今回値
と前回値との差)を演算する。
ステップ13ではΔαが正の所定値Δαより大きいか否
かによって加速運転か否かを判定し、YESの場合はステ
ップ14へ進む。
ステップ14ではステップ13による加速判定が初回か否か
を判定し、初回のときはステップ15へ進んでタイマTMAC
Cを0にリセットした後、ステップ16へ進んで加速フラ
グFACCを1にリセットする。
加速判定の2回目以降は、ステップ14からステップ17へ
進んでタイマTMACCをインクリメントした後、ステップ1
8へ進み、TMACCの値を設定値T0(例えば1秒)と比較
し、TMACC<T0の間はステップ19へ進んで加速フラグFAC
Cを1に保持するが、TMACC≧T0となったときに、ステッ
プ20へ進んでFACCを0にリセットする。
このようにして加速フラグFACCを設定した後及びステッ
プ13で加速運転と判定されなかった時はステップ21へ進
み、エアフロメータ3で検出された吸入空気流量と、第
3図のルーチンで検出された機関回転数Nとに基づき、
単位時間当りのシリンダ吸入空気量に比例する燃料の基
本噴射量TPを演算する。
ステップ22では、冷却水温度や絞り弁開度等に基づいて
各種補正係数COEFを設定すると共に、バッテリ電圧に基
づく電圧補正分TSを設定する。
ステップ23では、次式により最終的な燃料噴射量Tiを演
算する。
Ti=TP・COEF+TS このようにして演算された燃料噴射量Tiに対応するパル
ス巾をもつ噴射パルス信号が機関回転に同期したタイミ
ングで燃料噴射弁7に出力され、燃料噴射弁7を駆動し
て燃料噴射が行なわれる。
次に、点火時期制御ルーチンを第5図に従って説明す
る。
ステップ31では、検出された機関回転数N及び演算され
た基本噴射量TPとに基づき、ROMに記憶されたマップか
らの検索等によって基本点火時期ADV0を設定する。
この機能が基本点火時期設定手段に相当する。
ステップ32では前記加速フラグFACCが1か0かを判定
し、1のときは、ステップ33へ進む。
ステップ33では単位時間当りの変化量ΔNに基づいて補
正進角値HADVをマップから検索する。この補正進角値
は、第6図に示すように変化量ΔNが正の領域(回転数
が上昇傾向にある領域)では変化量ΔNの増加に伴って
点火時期を遅角するように設定され、変化量ΔNが負の
領域(回転数が低下傾向にある領域)では変化量ΔNの
増加に伴って点火時期が進角するように設定されてい
る。尚、補正進角値HADVは第6図中破線で囲む領域にお
いて機関特性に対応させてセッティングしてもよい。
ステップ34では、基本点火時期ADV0に補正進角値HADVを
加算することにより、点火時期ADV(=ADV0+HADV)を
演算する。
また、ステップ32で加速フラグFACCが0と判定されたと
きは、ステップ35へ進み、点火時期ADVを基本点火時期A
DV0として設定する。
このようにしてステップ34又は、ステップ35で設定され
た点火時期に応じて図示しない別ルーチンにて点火信号
が出力され、点火時期に達した時にパワートランジスタ
11への通電を断って、点火栓8を高電圧放電させて点火
を行う。
以上のように、変化量ΔNに基づいて点火時期ADV0を補
正すると、補正された点火時期は第7図中実線で示すよ
うに機関回転が上昇傾向にあるときには通常より遅角さ
れ、機関回転が低下傾向にあるときには通常より進角さ
れる。これにより、加速運転時の燃焼圧力(図示平均有
効圧)の変動が第7図の点線の如く抑制されるため、機
関回転変動及び車両振動も同図示の如く抑制される。
また、本発明では、回転数変化量は、通常のクランク角
センサからの基準クランク角度入力毎に演算し、これを
単位時間当りの変化量に補正する構成としたため、サー
ジング(回転変動)の大きさを正確に把えて補正を行う
ことができ、かつ、高価な時間同期計測用回路(IOLS
I)が不要となりコスト低減を図れる。
尚、燃焼室の図示平均有効圧の変動,加速度ピックアッ
プ(Gセンサ)による車両振動等により点火時期を進・
遅角制御してもよい。また、第7図中点線で示すよう
に、点火時期を最初急激に立ち上げ若しくは立ち下げた
後、徐々に変化するように補正してもよい。さらに、一
点鎖栓で示すような積分制御に近いような補正を行って
もよい。
また、本実施例では加速運転時のみ点火時期補正を行う
ものを示したが、減速運転時にも同様に回転変動を抑制
する方向に点火時期補正を行えば機関回転変動,車両振
動を抑制できる。
<発明の効果> 本発明は、以上説明したように加・減速運転時に機関回
転変動を抑制する方向に点火時期を進・遅角補正する構
成としたため、機関回転変動及びこれに伴う車両振動を
抑制でき、運転性向上を図れると共に、乗心地を改善で
きる。
また、機関回転数の変化を基準クランク角度毎に読み取
り、単位時間当りの変化量に修正する構成であるため、
時間同期計測回路が不要であり低コストで実施できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の構成を示すブロック図、第2図は本発
明の一実施例を示す構成図、第3図〜第5図は同上実施
例の各種制御ルーチンを示すフローチャート、第6図は
同上制御に使用する補正進角値のマップ、第7図は従来
例及び実施例の作用を説明するための図、第8図は点火
時期特性図である。 1……機関、5……スロットルセンサ、6……制御装
置、8……点火栓、9……点火コイル、10……ディスト
リビュータ、11……パワートランジスタ、12……クラン
ク角センサ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】機関回転時基準クランク角度毎に信号を出
    力する基準クランク角度信号出力手段と、 基準クランク角度毎に機関回転数を検出する機関回転数
    検出手段と、 前記機関回転数検出手段からの検出信号に基づき、基準
    クランク角度信号入力毎の機関回転数の変化量を演算す
    る回転数変化量演算手段と、 前記回転数変化量演算手段によって演算された基準クラ
    ンク角度毎の回転数変化量を単位時間当りの回転数変化
    量に換算する回転数変化量換算手段と、 機関の加・減速運転状態を検出する加・減速運転検出手
    段と、 機関運転状態に応じて定常運転状態に対応した基本点火
    時期を設定する基本点火時期設定手段と、 前記加・減速運転検出手段によって検出された加・減速
    運転時に前記回転数変化量換算手段によって換算された
    回転数変化量に応じて、前記基本点火時期設定手段によ
    って設定された基本点火時期を機関回転数の変化を抑制
    する方向に補正する点火時期補正手段と、 前記点火時期補正手段によって補正された点火時期に点
    火装置に点火信号を出力する点火信号出力手段とを備え
    て構成したことを特徴とする内燃機関の点火時期制御装
    置。
JP62036896A 1987-02-21 1987-02-21 内燃機関の点火時期制御装置 Expired - Lifetime JPH076478B2 (ja)

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JPS63205462A JPS63205462A (ja) 1988-08-24
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JPH086667B2 (ja) * 1988-04-15 1996-01-29 株式会社日立製作所 内燃機関の点火時期制御装置
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US5566657A (en) * 1994-12-12 1996-10-22 Nippondenso Co., Ltd. Acceleration responsive control system and method for internal combustion engine

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