JPH0794813B2 - 内燃機関の燃料噴射量および点火時期制御方法 - Google Patents

内燃機関の燃料噴射量および点火時期制御方法

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JPH0794813B2
JPH0794813B2 JP30223586A JP30223586A JPH0794813B2 JP H0794813 B2 JPH0794813 B2 JP H0794813B2 JP 30223586 A JP30223586 A JP 30223586A JP 30223586 A JP30223586 A JP 30223586A JP H0794813 B2 JPH0794813 B2 JP H0794813B2
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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燃料噴射量および点火時期制御方法
に係り、特に、ノツキングが発生したとき点火時期を遅
角しかつノツキングが発生しないとき点火時期を進角さ
せる補正遅角量に基づいて点火時期を補正すると共に機
関負荷と機関回転速度とに応じて燃料噴射量を制御する
ようにした内燃機関の燃料噴射量および点火時期制御方
法に関する。
〔従来の技術〕
従来より、エアフロメータによって検出された吸入空気
量Qと機関回転速度Nとに基づいて基本燃料噴射時間
(Q/λ・N、ただしλは目標空燃比)を演算し、この基
本燃料噴射時間を吸気温や機関冷却水温等に応じて補正
して燃料噴射時間を求め、この燃料噴射時間に相当する
時間燃料噴射弁を開弁して燃料噴射量を制御する内燃機
関が知られている。この内燃機関においては、機関1回
転当りの吸入空気量と機関回転速度とに基づいて基本点
火進角を演算し、またノツキングが発生したとき点火時
期を遅角しかつノツキングが発生しないとき点火時期を
進角する補正遅角量を求め、この基本点火進角と補正遅
角量とに基づいて点火時期を制御するようにしている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、基本燃料噴射時間および基本点火進角は
エアフロメータ出力から得られた吸入空気量の検出値に
基づいて演算されているため、製造誤差や経時変化、気
象条件等によってエアフロメータの出力特性が変動し、
エアフロメータ出力が実吸入空気量と対応しなくなった
場合には、空燃比がオーバリツチやオーバリーンになる
と共に点火時期が進角側または遅角側に制御され出力低
下やノツキングの発生を招く、という問題があった。す
なわち、第2図(1)に示すようにエアフロメータ出力
が実吸入空気量を示す中央値特性に対して大きく(上限
値特性)または小さく(下限値特性)変化すると、上限
値特性の場合には吸入空気量の検出値が実吸入空気量よ
りも多くなるため実吸入空気量に対する燃料噴射量が多
くなり、第2図(2)に示すように空燃比リツチにな
る。一方、エアフロメータ出力が下限値特性を示す場合
には、エアフロメータによる検出値が実吸入空気量より
も小さくなるため実吸入空気量に対する燃料噴射量が少
なくなり第2図(2)に示すように空燃比リーンにな
る。また、エアフロメータ出力が上限値特性を示す場合
には第2図(3)に示すように点火時期が遅れ側に制御
され、エアフロメータ出力が下限値特性を示す場合には
第2図(3)に示すように点火時期が進み側に制御され
ることになる。このためエンジントルクが第2図(4)
に示すように変化し、エアフロメータ出力が上限値特性
を示す場合には空燃比がオーバリツチになると共に点火
時期が過遅角となり大幅な出力低下を招く。一方、エア
フロメータ出力が下限値特性を示す場合には空燃比がオ
ーバリーンになる共に点火時期が過進角になり過度なノ
ツキングが発生することになる。
本発明は上記問題点を解決すべく成されたもので、燃料
噴射量や点火時期を決定する機関負荷(吸入空気量、吸
気管圧力、機関1回転当りの吸入空気量等)の検出値が
実際の値を示さなくなった場合においても空燃比がオー
バリツチやオーバリーンにならないようにすると共に点
火時期が過進角や過遅角にならないようにした内燃機関
の燃料噴射量および点火時期制御方法を提供することを
目的とする。
なお、本発明に関連する技術としては空燃比フイードバ
ツク係数の値によってエアフロメータ出力を補正する特
開昭58−32968号公報に記載のものがある。
〔問題点を解決するための手段〕 上記目的を達成するために本発明は、機関負荷の検出値
と機関回転速度の検出値とに基づいて燃料噴射量および
点火時期を制御すると共に、ノツキングが発生したとき
点火時期を遅角しかつノツキングが発生しないとき点火
時期を進角する補正遅角量によって前記点火時期を補正
する内燃機関の燃料噴射量および点火時期制御方法にお
いて、前記補正遅角量の大きさに応じて前記機関負荷の
検出値を補正したことを特徴とする。
〔作用〕
本発明によれば、ノツキングが発生したとき点火時期を
遅角しかつノツキングが発生しないとき点火時期を進角
する補正遅角量の値に基づいて機関負荷の検出値が補正
される。すなわち、燃料噴射量を決定する機関負荷の検
出値が実際の値と異なった場合には、第2図で説明した
ように点火時期が進角側または遅角側に制御されること
になるため、検出値と実際の値とが異なることによって
生ずる点火時期の過進角値を上記補正遅角量で判定し、
この判定結果に基づいて機関負荷の検出を補正するもの
である。このように機関負荷の検出値を補正することに
よって補正された検出値が実際の機関負荷と等しくな
り、検出値の変動による基本燃料噴射時間および基本点
火進角の変動が防止され、これにより空燃比のオーバリ
ツチ、オーバリーンおよび点火時期の過進角、過遅角が
防止される。
ここで、機関負荷の検出値が実際の値より大きくなる場
合には点火時期が遅角側に制御されてノツキングの発生
頻度が少なくなり、逆に検出値が実際の値より小さくな
る場合には点火時期が進角側に制御されてノツキングの
発生頻度が多くなり検出値のずれに応じて補正遅角量が
変化するため、補正遅角量が第1の設定値以上のときに
は機関負荷の検出値が大きくなるように補正し、補正遅
角量が第1の設定値より小さい第2の設定値以下のとき
には機関負荷の検出値が小さくなるように補正し、補正
遅角量が第1の設定値と第2の設定値との間にある場合
には機関負荷の検出値を変更しないようにするのが好ま
しい。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、センサの特性変化
に起因した機関負荷の検出値の変動による空燃比オーバ
リツチやオーバリーンおよび点火時期の過進角や過遅角
が防止されるため、機関負荷の検出値の変動によって機
関出力が低下したりノツキングが発生するのを防止する
ことができる、という効果が得られる。
〔発明の実施例〕
以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
第3図には、本発明が適用可能な点火時期制御装置およ
び燃料噴射量制御装置を備えた内燃機関(エンジン)の
一例が示されている。4サイクル6気筒ガソリンエンジ
ン10のデイストリビユータ14には、デイストリビユータ
シヤフトに固定されたシグナルロータとデイストリビユ
ータハウジングに固定されたピツクアツプとで各々構成
された気筒判別センサ16および回転角センサ18が取付け
られている。気筒判別センサ16は、デイストリビユータ
シヤフトが1回転する毎、すなわちクランク軸が2回転
する毎(720゜CA毎)に1つのパルスを発生する。この
パルスの発生位置は、例えば第1気筒の上死点(TDC)
である。回転角センサ18はデイストリビユータシヤフト
が1回転する毎に例えば24個のパルス、従って30゜CA毎
に1つのパルスを発生する。気筒判別センサ16および回
転角センサ18は、マイクロコンピユータ等で構成された
制御回路20に接続され、各センサで発生された電気信号
が制御回路20に入力されている。また、制御回路20に
は、吸気通路22のスロツトル弁25上流側に取付けられか
つ吸気温センサを備えたエアフローメータ24からの吸入
空気量信号が入力されている。なお、図示を省略したが
吸気温度信号も入力される。エンジン10のシリンダブロ
ツクには、機関振動を検出する磁歪素子等で構成された
ノツキングセンサ12が取付けられており、このノツキン
グセンサ12から出力される電気信号が制御回路20に入力
されている。また、シリンダブロツクを貫通してウオー
タジヤケツト内に突出するよう機関冷却水温センサ30が
取付けられている。一方、制御回路20からは、イグナイ
タ26に点火信号が出力され、イグナイタ26によって形成
された高電圧はデイストリビユータ14によって分配さ
れ、各気筒毎に取付けられた点火プラグ28に順に供給さ
れる。また、制御回路20は演算された燃料噴射時間に相
当する時間燃料噴射弁29を開弁して燃料噴射量を制御す
るように接続されている。
マイクロコンピユータを含んで構成された制御回路20
は、第4図に示すように、ランダムアクセスメモリ(RA
M)58、リードオンリメモリ(ROM)60、マイクロプロセ
ツシングユニツト(MPU)62、第1の入出力ポート64、
第2の入出力ポート66、第1の出力ポート68、第2の出
力ポート70およびこれらを接続するデータバスやコント
ロールバス等のバス72を備えている。第1の入出力ポー
ト64は、アナログ−デジタル(A/D)変換器74、マルチ
プレクサ76およびバツフア78Aを介してエアフロメータ2
4に接続されると共に、バツフア78Bを介して機関冷却水
温センサ30に接続され、また図示しない吸気温センサ等
に接続されている。また、第1の入出力ポート64は、A/
D変換器74およびマルチプレクサ76に制御信号を供給す
るよう接続されている。上記第2の入出力ポート66に
は、波形整形回路80を介して気筒判別センサ16および回
転角センサ18が接続されると共に、入力回路82を介して
ノツキングセンサ12が接続されている。
上記入力回路82は、第5図に示すように、一端がノツキ
ングセンサ12に接続されたノツクゲート回路82Aとピー
クホールド回路82Bとから成る直列回路と、この直列回
路に対して並列に接続された積分回路82Eと、直列回路
および積分回路82Eに接続されたマルチプレクサ82Cと、
マルチプレクサ82Cに接続されたA/D変換器82Dとから構
成されている。そしてノツクゲート回路82A、マルチプ
レクサ82CおよびA/D変換器82Dは、第2の入出力ポート6
6からの制御信号によって制御されるように接続されて
いる。
上記第1の出力ポート68は駆動回路86を介してイグナイ
タ26に接続され、第2の出力ポート70はダウンカウンタ
を備えた駆動回路88を介して燃料噴射弁29に接続されて
いる。なお、90はクロツク、92はタイマである。上記RO
M60には、以下で説明する制御ルーチンのプログラムが
予め記憶されている。
次に、上記制御ルーチンを説明しながら本発明の実施例
の作用を詳細に説明する。第6図は本実施例のメインル
ーチンを示すもので、ステツプ100においてエンジン回
転速度Nおよび吸入空気量の検出値Q(第1図のルーチ
ンで補正される)を取込みステツプ102においてエンジ
ン回転速度Nと吸入空気量の検出値Qとから基本燃料噴
射時間TP(=Q/λ・N、ただしλは目標空燃比)を演算
し、そして次のステツプ104において吸気温やエンジン
冷却水温等に応じて基本燃料噴射時間TPを補正すると共
にO2センサ(図示せず)から得られる空燃比フイードバ
ツク補正係数FAFを用いて基本燃料噴射時間TPを補正し
て燃料噴射時間TAUを演算する。次のステツプ106では、
気筒判別信号および回転角信号に基づいて現在のピスト
ン位置が上死点(TDC)か否かを判断する。TDCのときは
ステツプ114においてマルチプレクサ82Cを制御してノツ
キングセンサ12出力を積分回路82Eおよびマルチプレク
サ82Cを介してA/D変換器82Dに入力し、積分回路82E出力
すなわちバツクグラウンドレベルbのA/D変換を開始す
る。これによって、ノツキングによらない機関振動のレ
ベルすなわちバツクグラウンドレベルbのデジタル値が
求められ、A/D変換終了時にこのデジタル値がRAMの所定
エリアに記憶される。一方、ステツプ106でTDCでないと
判断されたときは、ステツプ108において現在のピスト
ン位置が例えば15゜CA ATDCか否かを判断し、ステツプ
108の判断が肯定のときはステツプ110において第2の入
出力ポート66からノツクゲート回路82Aに制御信号を出
力してノツクゲート回路82Aをオープンし、ノツキング
センサ12からノツクゲート回路82A、ピークホールド回
路82B、マルチプレクサ82Cを介してノツキングセンサ12
出力をA/D変換器82Dに入力させる。次のステツプ112で
は現在時刻と予め定められている所定クランク角度範囲
に対応する時間とからノツクゲート回路82Aをクローズ
する時刻t(90゜CA ATDCに対応する)を算出してコン
ペアレジスタにセツトする。
第7図はステツプ112にセツトされた時刻になったとき
に割り込まれる時刻一致割込みルーチンを示すもので、
現在時刻がコンペアレジスタにセツトされた時刻と一致
するとステツプ116において第2の入出力ポート66からA
/D変換器82Dに制御信号を出力してピークホールド回路8
2B出力のA/D変換を開始してメインルーチンにリターン
する。
第8図は積分回路82E出力のA/D変換が終了したときのA/
D変換器82DからのA/D変換終了信号によって割り込まれ
る割込みルーチンを示すもので、ステツプ118においてA
/D変換値をピーク値aとしてRAMの所定エリアに記憶
し、ステツプ120において第2の入出力ポート66からノ
ツクゲート回路82Aに制御信号を出力してノツクゲート
回路82Aをクローズする。
第1図はデジタル変換されたエアフロメータ出力QADを
補正するルーチンを示すもので、ステツプ140において
吸入空気量の検出値Qとエンジン回転速度とで表わされ
る負荷Q/Nが所定値(例えば、0.7/rev)以上か否かを
判断することによりノツキング制御領域か否かを判断
し、ノツキング制御領域でないときはメインルーチンヘ
リターンする。一方、ステツプ140でノツキング制御領
域と判断されたときは、ピーク値aとバツクグラウンド
レベルbとを取込みステツプ142においてピーク値aと
判定レベルK・bとを比較する。ピーク値aが判定レベ
ルK・bより大きいときはノツキングが発生したと判断
してステツプ144において補正遅角量θを所定値(例
えば、0.1゜CA)大きくする。一方、ピーク値aが判定
レベルK・b以下と判断されたときには、ノツキングが
発生しないと判断してステツプ146において所定点火回
数(例えば、100点火)経過したか否かを判断し、所定
点火回数経過していればステツプ148において補正遅角
量θを所定値(例えば、0.1゜CA)小さくする。次の
ステツプ150では補正遅角量θが第1の設定値(例え
ば、3゜CA)未満か否かを判断し、補正遅角量θが第
1の設定値以上のときにはステツプ154でカウント値CQN
をデイクリメントした後ステツプ160へ進む。一方、補
正遅角量θが第1の設定値未満と判断されたときに
は、ステツプ152において補正遅角量θが第1の設定
値より小さい第2の設定値(例えば、1゜CA)を越えて
いるか否かを判断する。補正遅角量θが第2の設定値
以下と判断されたときはステツプ156においてカウント
値CQNをインクリメントした後ステツプ160へ進む。一
方、補正遅角量θが第2の設定値を越えていると判断
されたとき、すなわち補正遅角量θが第1の設定値と
第2の設定値との間にあるときにはステツプ158におい
てデジタル変換されたエアフロメータ出力QADを吸入空
気量の検出値Qとしてメインルーチンへリターンする。
ステツプ160では以下の式に従って吸入空気量の検出値
Qを演算する。
第9図は点火時期演算ルーチンを示すもので、ステツプ
162において吸入空気量の検出値Qとエンジン回転速度
Nとを取り込みステツプ164において機関1回転当りの
吸入空気量(機関負荷)Q/Nを演算すると共にこの機関
1回転当りの吸入空気量Q/Nとエンジン回転速度Nとか
ら基本点火進角θBASEを演算し、ステツプ166において
基本点火進角θBASEから補正遅角量θを減算すること
により実行点火進角θを演算する。そして、実行点火
進角より所定時間前にイグナイタをオンさせて実行点火
進角θになったときにイグナイタをオフさせることに
より点火時期が実行点火進角に制御される。
ここで、上記(1)式のカウント値CQNはステツプ154お
よびステツプ156で1づつインクリメントまたはデイク
リメントされるため、ステツプ160の演算が行なわれる
たびにデジタル変換された吸入空気量QADは±2%(1/5
0)づつ補正されることになる。また、補正遅角量θ
が第1の設定値以上のときにはカウント値CQNがデイク
リメントされるため検出値Qは大きくなるように補正さ
れ、これにより燃料噴射量が多くくなりかつ点火時期が
遅角側に補正されて最適値になるように補正される。一
方、補正遅角量θが第2の設定値以下のときはカウン
ト値CQNがインクリメントされるため検出値Qが小さく
なるように補正され、これにより燃料噴射量が少なくな
るように補正されると共に点火時期が進角側に補正され
て最適な値にされる。
なお、上記ではエアフロメータによって検出された吸入
空気量と機関回転速度とに基づいて基本燃料噴射時間お
よび基本点火進角を演算する内燃機関について説明した
が、本発明はこれに限定されるものではなく圧力センサ
によって検出された吸気管絶対圧力とエンジン回転速度
とで基本燃料噴射時間および基本点火進角を演算する内
燃機関にも適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例の検出値補正ルーチンを示す流
れ図、第2図(1)〜(4)はエアフロメータ出力、空
燃比、点火進角およびエンジントルクの変化を示す線
図、第3図は本発明が適用可能な燃料噴射量制御装置お
よび点火時期制御装置を備えた内燃機関の概略図、第4
図は第3図の制御回路の詳細を示すブロツク図、第5図
は第4図の入力回路の詳細を示すブロツク図、第6図は
上記実施例のメインルーチンを示す流れ図、第7図は上
記実施例の時刻一致割込みルーチンを示す流れ図、第8
図は上記実施例のA/D変換終了割込みルーチンを示す流
れ図、第9図は上記実施例の点火時期演算ルーチンを示
す流れ図である。 12……ノツキングセンサ、 16……気筒判別センサ、 18……回転角センサ、 20……制御回路、 24……エアフロメータ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02P 5/153

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】機関負荷の検出値と機関回転速度の検出値
    とに基づいて燃料噴射量および点火時期を制御すると共
    に、ノツキングが発生したとき点火時期を遅角しかつノ
    ツキングが発生しないとき点火時期を進角する補正遅角
    量によって前記点火時期を補正する内燃機関の燃料噴射
    量および点火時期制御方法において、前記補正遅角量の
    大きさに応じて前記機関負荷の検出値を補正したことを
    特徴とする内燃機関の燃料噴射量および点火時期制御方
    法。
  2. 【請求項2】前記補正遅角量が第1の設定値以上のとき
    前記機関負荷の検出値を大きくするように補正し、前記
    補正遅角量が前記第1の設定値より小さい第2の設定値
    以下のとき前記機関負荷の検出値を小さくするように補
    正した特許請求の範囲第(1)項記載の内燃機関の燃料
    噴射量および点火時期制御方法。
JP30223586A 1986-11-07 1986-12-18 内燃機関の燃料噴射量および点火時期制御方法 Expired - Lifetime JPH0794813B2 (ja)

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