JPS58185973A - 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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JPS58185973A
JPS58185973A JP57067200A JP6720082A JPS58185973A JP S58185973 A JPS58185973 A JP S58185973A JP 57067200 A JP57067200 A JP 57067200A JP 6720082 A JP6720082 A JP 6720082A JP S58185973 A JPS58185973 A JP S58185973A
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JP
Japan
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ignition timing
value
cylinder
thetapmax
engine
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Pending
Application number
JP57067200A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Yamaguchi
博司 山口
Kuniaki Sawamoto
沢本 国章
Hiroshi Miwakeichi
三分一 寛
Satoru Takizawa
瀧澤 哲
Tatsuro Morita
森田 達郎
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.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS58185973A publication Critical patent/JPS58185973A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • 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
    • F02P5/1455Advancing 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 by using a second control of the closed loop type
    • 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
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    • Y02T10/40Engine management systems

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、内燃機関の点火時期制御装置に関する。
従来の内燃機関の点火時期制御装置としては。
例えば第1図に示すようなものがある。同図において、
1は機関のクランク軸の基準位置および角度を検出する
手段、2は機関への1回転当たりの吸入空気数置Qを検
出する手段、3は機関のスロットルバルブが全閉である
か否かを検出する手段である。4は制御回路で、0PU
5.R,0M6.RAM7゜人出力制御回路8等で構成
され、9は点火時期信号出力端子である。10はトラン
ジスタ、 11は点火コイル、 12は分配器、 13
は点火栓である。
この点火時期制御装置は、第2図に示すフローチャート
に従って制御される。同図において、先ず、スロットル
バルブ全閉検出手段3によって。
機関のスロットルバルブが全閉であるか否かを検出しく
ステップ15)、全閉(すなわちアイドリング運転)の
場合には、クランク軸の基準位置および角度検出手段1
の検出信号から得られる機関回転数Nに基づいて、第3
図に示す特性■を検索しくステップ16)1点火時期(
進角値)A信号を出力する(ステップ18)。スロット
ルバルブが全開でない場合には、  に記機関回転数N
と吸入空気流量検出手段2の検出信号から得られる吸入
空気流@Qに基づいて、第4図に示す特性■を検索しく
ステップ17)5点火時期C進角値)A信号を出力する
(ステップ18)。これによって点火時期を適正に制御
して、燃料消費、運転性、排気性能等について充分な性
能を得るようにしている。
しかしながら、このような従来の内燃機関の点火時期制
御装置にあっては9機関回転数Nと吸入空気流量Qとに
より点火時期を決定するものとなっているため1機関の
製造トのバラツキや経時変化に対して2機関に要求され
る特性を満足させることに対応できないという問題点が
あった。
この発明は、このような従来の問題点に着目してなされ
たもので1機関の各気筒の気筒内圧力を′:11 検出し、この検出値を用いて点火時期を制御することに
より、」二記問題点を解決することを目的としている。
以下、この発明を図面に基づいて説明する。
第5図は、4気筒内燃機関を例とした。この発明の一実
施例を示すフロック図である。同図において、20〜2
3は各気筒にそれぞれ装着され。
各気筒の気筒内圧力Pを検出する圧力検出器で。
例えは点火栓の座金として圧電素子を用いたもの。
又はシリンダヘッドとシリンダブロックの間のガスケッ
トに圧電素子を組み込んだものなどが使用される。1は
クランク軸の基準位置と角度を検出する手段で2例えば
クランク角センサである。2は吸入空気流@Qを検出す
る手段で8例えばエアフローメータである。
24はマルチプレクサで、クランク角位置θによってい
ずれかの圧力検出器を選択する。25はA/D変換器で
、マルチプレクサ24により選択された圧力検出器が出
力する気筒内圧力Pのアナログ値を、クランク角位置に
ディジタル値に変換する。26はパルスカウンタで、上
述の検出手段1のクランク角度信号をカウントして2機
関回転数Nを出力する。27はA、/D変換器で、上述
の検出手段2が出力する機関1回転当たりの吸入空気流
量Qのアナログ値をディジタル値に変換する。
づいて、気筒内圧力が最大となった時のクランク角位置
θpmaxを計測し出力する。29はメモリで。
1−記演柳回路28から出力されるθ、。&8の値を記
憶する。θ、□−の値は1番気筒(i−1〜4)毎にn
サイクル(n=4〜32)についての値(θpmax)
izが、メモリ29の該当するアドレスに記憶される。
30は演算回路で9点火時期A′を演算し出力する。す
なわち、演算回路30は先ず、従来と同様に前述した特
性l(第3図)または特性■(第4図)に従って点火時
期Aを演算する。次にメモリーに−29から(θpma
X )、nのデータを読み出し、i番気筒のnサイクル
の平均値(θpmax )fflを。
(θpmax ’)6−(1/ s )、XJ、 (1
/pma、)h ・・曲で演算し、1〜4番気筒につい
て(θpmaX )” +でそのうちの最大のものと最
小のものとを取り除き、残りものの平均値θMを求める
。そしてこの平均値θMに基づいて点火時期の補正値α
を求め、これを旧述した点火時期Aに加え、実際の点火
時期A′を A=A十α         ・(2)で求め、出力す
る。31はメモリで、上述A′を記憶する。演算回路3
0はさらに、各気筒の圧縮1死点前(BTDO)70°
の時期にメモリ31から点火時期A′のデータを得て、
  7o−A′を演算し、この値を点火時期制御装置3
2のレジスタ33(第6図参照)へ転送する。
第6図は点火時期制御装置32の詳細を示すが。
33は演算回路30から転送される点火時期A′の値を
一時格納するレジスタ、34はパルスカウンタで、レジ
スタ33へのデータの転送の度毎にリセットされ、かつ
1信号をカウントする。35は比較器で、レジスタ33
の値とパルスカウンタ34の値の辻較結果により駆動信
号を出力する。10はトランジスタ、  11は点火コ
イル、 12は分配器、 13は点火栓である。
次に動作を説明する。
検出手段1は、第7図に示すような1番気筒の圧縮上列
点狛の基準信号とクランク角1°毎の信号を発生する。
第8図のフローチャートにおいて、演算回路28は−1
−記信号を入力して、クランク位置θを判別しくステッ
プ40)、θ=0〜60 なら1番気筒の。
θ=180°〜240°なら3番気筒の、θ=360°
〜420゜なら4番気筒の、θ−540°〜600°な
ら2番気筒のそれぞれ圧力検出器が検出する気筒内圧力
Pを。
マルチプレクサ24を切り換えることにより選択して、
(ステップ41〜44)、A/D変換器25によりクラ
ンク角1°毎にディジタル値に変換するCステップ45
)(第9図参照)。ステップ46で再ひθを判別し、θ
−60°または240°または420または600 と
判定すると、A/D変換を路下し、各気筒毎のそのサイ
クル(1爆発)分の気筒内圧力が最大であったクランク
角位置(θp工x)iユを計測し、メモリ29の該当す
るアドレスに記憶するCステップ47)。
第10図のフローチャートにおいて、演算回路30は、
パルスカウンタ26からの機関回転数N信号とA/D変
換器27からの吸入空気流量Q信号(および図示しない
水温センサからの機関の冷却水温度信号等)を読み、従
来と同様に特性IC第3図)または特性■C第4図)に
基づいて点火時期Aを演算する(ステップ50)。次に
、メモリ29に記憶されているi番気筒の第nサイクル
の気筒内圧力が最大であったクランク角位置(θpn+
aX )Lnを読み出し7前述の(1)式に従って1〜
4番気筒のnサイクルの平均値(opmaX)I + 
(opmaX)2 +(θpmax)3. (θpma
x)4を演算する(ステップ51)。
次いで、その(θpmax)1〜(θpmax )4の
うちから最大のものと最小のものを取り除き、残りの2
つのものの平均値θMを求める(ステップ52)。
第11図に示すように、一般に、気筒内圧力が最大とな
るクランク角位置θpmaxが所定位置θl・にある時
に、燃費が最良になり1点火時期がそれより進んでも遅
れても燃費は悪くなる。そこで、このθ・1・とθ・1
・に苅して±4°のクランク角位置を基準に選び、1−
述の平均値θMと比較して1点火時期Aの補正値αを演
算する。すなわち。
■ θM≧01・士4の時。
α=α+2        ・・・(3)■ θ′r〈
0M〈θ・1・+4のl@。
α二α→−1       ・・(4)■ θM=θ・
、の時。
α=α          ・・(5)■ θT−4〈
0M〈θTの時。
α=α−1・・・(6) ■ θ2≦θT−4の時。
α−α−2・・(7) とする(第10図ステップ53)。
なお実験によれは、θTの値は機関の種類によって異な
るが、特定の機種については10〜20°ATDOの範
囲内で一定の値を示す。
次に演算回路30は前述の(2)式に従って実際の点火
時期A′を演算しくステップ54)、この値A′をメモ
リ31に記憶する(ステップ55)。
さらに演算回路30は、各気筒の圧縮上列点前70°の
時期に、メモリ31から−4−述の点火時期A′の値を
読み出して、70°−A′を演算し、この値を点火時期
制御装置32のレジスタ33に転送する。
点火時期制御装置32の作用を第12図のタイミングチ
ャートと共に説明すると、各気筒の圧縮上、死点前70
°の時期に9点火時期A′の値がレジスタ33に転送さ
れると、パルスカウンタ34は°゛0”″にリセツトさ
れ、パルスカウンタ34はその後クランク角位置θの1
°信号をカウントする。レジスタ33の値とパルスカウ
ンタ34の値が等しくなった所で、比較器35はトラン
ジスタ10をオフにし1点火コイル11および分配器1
2を介して、所定の気筒の点火栓13に火花を飛ばし。
その気筒を点火させる。
このようにして、各気筒について計測・演算された気筒
内圧力が最大となったクランク角位置の平均値θMが、
燃費が最良となる所定値θ・rおよびθ、仕4°に対し
てどの位置にあるかに応じて、補正値αおよび点火時期
A′が演算され1点火時期を適切に調整することによっ
て、燃費かはゾ常時最良となるように制御されることに
なる。
なお、上記平均値θMの求め方は、一般に、i気筒機関
についてi個の平均値(θpmax )iのうち、最大
値側から2個、最小値側から1個のものを取り除き1 
残りのものの平均をとってθMを得るようにする。これ
は1個の(θpmax)7の単純平均を求めるよりも、
最大値と最小値を除外して平均値を求める方が、気筒間
のバラツキの影響を取り除いて。
より適切な平均値θ8が得られ、これによりより正確な
制御ができるためである。XとVの具体的な数値として
は1例示した4気筒機関ではx=y=1゜また6気筒機
関ではw=y=2程度がそれぞれ適当である。
以」二説明したように、この発明によれば1機関の各気
筒の気筒内圧力が最大となったクランク角位置θpma
xを計測し、i個の気筒のnサイクルについて求めたそ
の平均値θMが、燃費が最良となる所定値θ・1・に対
してどの程度ズしているかに応じて。
点火時期Aの補正値αを求め、その補正値αに応じて点
火時期を調整することとしたため1機関の製造上のバラ
ツキや特性の経時変化等があっても。
機関を常に最良燃費となるように運転することができる
という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の内燃機関の点火時期制御装置の一例の構
成図、第2図は第1図の装置の動作を示すフローチャー
ト、第3図は第1図の装置におけるアイドリング運転時
の点火時期の特性図、第4図は第1図の装置における通
常運転時の点火時期の特性図、第5図はこの発明による
内燃機関の点火時期制御装置の一実施例のブロック図、
第6図は第5図の点火時期制御装置の詳細を示す構成N
。 第7図は機関のクランク軸の基準位置と角度の検出信号
の波形図、第8図は第5図の演算回路嘉において実行さ
れる動作を示すフローチャート、第9図は第8図の動作
を説明するタイミングチャート5第1θ図は第5図の演
算回路計において実行される動作を示すフローチャート
、第11図はθ、エウと点火時期および燃費との関係を
示す特性図、第12図は第6図の点火時期制御装置の動
作を説明するタイミングチャートである。 ■・・・クランク軸の基準位置および角度検出手段。 2・・吸入空気流量検出手段。 10・・・トランジスタ、   11・・・点火コイル
。 12・・・分配器、      13・・・点火栓。 20〜23・・・圧力検出器、  24・・マルチプレ
クサ。 28.30・・・演算回路、    29.31・・・
メモリ。 32・・・点火時期制御装置、  33・・レジスタ。 34・・・パルスカウンタ、   35・・・比較器。 A、A’・・・点火時期、    N・・・機関回転数
。 P・・気筒内圧力、     Q・・吸入空気流量。 α・・・調整値、       θ・・クランク角位置
。 θpmax・・・気筒内圧力が最大となったクランク角
位置。 θM・・・θpmaxの平均値、   θ1・・・θp
maxの所定値。 特許出願人 日産自動屯株式会社 特許出願代理人 弁理士 山 本 恵 − 第1図 、4

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 多気筒内燃機関の各気筒の気筒内圧力に相関する量Pを
    検出する手段と2機関のクランク角位置θを検出する手
    段と、前記Pが最大となったクランク角位置θpmax
    を計測する手段と、各気筒毎にnサイクル(但し、nは
    正の整数)の前記θpmaxの平均値(θ、工X)、(
    但し、$は気筒数)を演算する手段と、該i個の平均値
    (θpmax)zのうち最大のもの2個と最小のもの1
    個(但し、XおよびVは$より小さい正の整数)を除外
    した残りのものの平均値θMを演算する手段と、該平均
    値θMの値に応じて点火時期の調整値αを演算する手段
    と。 該調整値αに基づいて点火時期を制御する点火時期制御
    装置とから構成される内燃機関の点火時期制御装置。
JP57067200A 1982-04-23 1982-04-23 内燃機関の点火時期制御装置 Pending JPS58185973A (ja)

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