JPS6079164A - 点火時期制御方法 - Google Patents

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、低吸入空気量時に吸気に旋回流を付与するべ
く設けられた吸気制御弁を有する内燃機関に用いて好適
な点火時期制御方法に関するものである。

〔発明の背景〕

低吸入空気量時における燃焼効率を向上させること等を
目的として、吸入混合気に旋回流を付与するようにした
内燃機関においては、例えば・、吸気弁の直ぐ上流の吸
気通路を二分し、−万のバイパスには、吸気制御弁とし
てのスワールコントロールパルプを介装し、吸気絞シ弁
の開度が小８いとき（例えば５０度以下）にはそのスワ
ールコントロールパルプを閉成し、５０度以上のときに
は開放Ｌ、こｆｌ［より、パルプ閉時にはスワール通路
内から燃焼室へ導かれる吸入空気に旋回流を付与してい
る。この種の内燃機関においては、スワールコントロー
ルパルプが閉じている場合には、吸入混合気に旋回流が
付与されているので燃焼速度が速く、従って、点火進角
を遅角嘔ぜる必要がある。また逆に、スワールコントロ
ールパルプが開いている場合には、旋回流が生ぜす燃焼
速度が比較的遅いので、点火進角な進ませる必要がある
。

従って、スワールコントロールパルプが閉シテいる場合
に適したマツプにより基本進角ＴＨＢをめると、開いて
いるときに進角不足とな）所望のトルクが得られない惧
れがある。また逆に、スワー７１／コントロールバルブ
が開いていル場合ニ適シたマツプにより基本進角ＴＨＢ
をめると、閉じているときに過進角となり、ノックが“
発生する惧れがある。

そこで、スワールコントロールパルプの開閉に応じて点
火進角な補正するものが本願人により提案袋れている。

ところが、この既提案の点火進角補正においては次のよ
うな問題が生ずる。

スナワチ、スワールコントロールパルプハ、例えば吸気
絞り弁が５０度以上で開放筋れ、５０度未満で閉成場れ
るように表っており、これは制御回路からの開閉指令信
号によ如制御嘔れる。そして、点火時期については、制
御回路内の制御処理により、その開閉制御指令信号に従
って直ちに補正され得るが、スワールコントロールパル
プの開閉は、開閉指令信号に応じて電磁弁を切換えてパ
ルプ駆動用アクチュエータに吸気負圧または大気圧を導
入して制御されるので、パルプ開閉指令に伴う点火時期
の補正に比べて実際のパルプの開閉はやや遅れる。

このため、例えば点火進角がスワールコントロールパル
プ開に応じた直に制御されてもパルプが開放されるまで
の間は過進角となりノッキングが生ずる惧れがある。換
言すると、スワールコントロールパルプが完全に切換わ
る間だけ点火時期の不適合が生じ易く、ノッキングやト
ルク不足の問題が生ずる惧れがある。

一方、燃料噴射量についても、スワールコントロールパ
ルプの開閉を制御する開閉指令信号に応じて制御し、パ
ルプが開放筋れているときには閉成時に比べて吸入空気
量が増すので燃料増量するようにして、パルプ開閉に伴
った燃料の適正化を企図している。しかしながら、前述
したと同様に点火時期はパルプ開閉指令に厄じて直ちに
補正場れ得るが、燃料噴射については、噴射弁と燃焼室
の距離が離間筋れている場合には、噴射弁からの噴射量
は直ぐに増量されても燃料が燃焼室に到達ネれるまでに
比較的時間がかかり、スワールコントロールパルプが閉
から開に移行したときには、点火時期が進角嘔れても空
燃比が過渡的にリーンとな９、そのため、ノッキングが
生じ易い。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、吸気制御弁の開閉指令に従って点火進
角な補正する際に、吸気制御弁の実際の動作を考慮して
点火時期の最適化を図った点火時期制御方法を提案する
ことにある。

〔発明の構成〕

本発明は、吸気系統に吸気制御弁を設けて低吸入空気量
時に吸気に旋回流を付与する内燃機関の点火時期を、吸
気制御弁か開放されている場合は閉成時に比べて進角さ
せるととも、吸気制御弁の開閉切換時には、開閉指令信
号に応答した所定時間後に開閉指令信号に従った点火時
期補正が表されるようにしたものである。

吸気制御弁が閉成→開放と切換る際には、開閉指令信号
に応答した所定時間後の点火進角を徐々に増大させるの
が好適である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、吸気制御弁の実際の動作を検出する煩
雑な手段、手順を用いることなく、吸気制御弁の開閉切
換時の点火時期の最適化を図ることが可能となる。

〔実施例〕

以下、図面に基づいて不発明の一実施例について説明す
る。

第１図は、本発明に係る内燃機関の一部分を示し、Ａ−
Ａ線とＢ−Ｂ線の範囲はエンジンを上方から見た図であ
り、Ｂ−Ｂ線の左側はシリンダブロックの横断面を示す
。燃料噴射弁１は、支持部材３を介してスロットルボデ
ィ５に取付けられており、その上流側にはエアフィルタ
２と接続された吸気管４が接続され、ボディ５内の下流
側に吸気絞シ弁７が設けられている。

スロットルボディ５けインテークマニホルド８を介して
シ１１ンダヘッド９に接続−Ｊ　ｔしている。シリンダ
ヘッド９内に形成された吸入通路１１には、隔壁１３に
より二分してヘリカルバイパス１５とスワール通路１７
とが形成場れ、ヘリカルバイパス１５Ｋｔｄ、　軸１９
に軸支されたバイパス弁２１が設けられている。バイパ
ス弁２１はリンク２３を介してアクチュエータ２５と連
結されている。

バイパス弁２１が閉成嘔れている場合に吸入混合気が旋
回流を形成し々がら吸気ボート２７を介して燃焼室２９
に吸入されるように、スワール通路１７の形状が定めら
れている。なお、符号３１は吸気弁、３３は排気弁、３
５は排気通路を示す。

アクチュエータ２５は、ダイアフラム２５ａと、ダイア
フラム２５ａＫより区画された室２５ｂと、ダイアフラ
ム２５ａに固着されたロッド２５ｃと、ロッド２５ｃを
常時アクチュエータ内方に付勢するばね２５ｄとから成
り、ロッド２５ｃはリンク２３に連結嘔れている。

アクチュエータ２５の室２５ｂは、通路３７を介して電
磁弁３９の第一のボートに接続され、電磁弁３９の第二
のボートには通路４１を介してスロットルボディ５の上
流の吸入空気が、第三のボートには通路４３を介してイ
ンテークマニホルド８の吸気負圧が導かれていて、動磁
場れると第一のボートと第二のボートとが接続され、消
磁されると第一のボートと第三のボートとが接続され、
常時は消磁されている。通路４３には、フィルタ４５、
チェック弁４７が介装嘔ｎている。

イグナイタ４９の二次側端子はディストリビュータ５１
に接続されており、イグナイタ４９で昇圧嘔れた高電圧
は、ディストリビュータ５１を介して点火プラグ５２に
供給嘔れる。ディストリビュータ５１には、クランク角
が３０度毎のパルス信号Ｓ１を出力する基準位置センサ
５３とクランク角が３６０度毎のパルス信号ｓ２を出力
する気筒判別センサ５５とが設けられていて、それらの
センサ５３．５５はそれぞれ制御回路５７に接続されて
いる。イグナイタ４９０制御端子も制御回路５７と接続
嘔れてぃて、制御回路５７がらの点火タイミング信号Ｓ
３に応答してディストリビュータ５１ｒ高電圧を給電す
る。

吸気圧力センサ５９は制御回路５７と接続され、インテ
ークマニホルド８内の圧力に応じた吸気管圧力信号Ｓ４
を制御回路５７に供給する。吸気温センサ６１は制御回
路５７と接続され、吸気温に応じた吸気温信号Ｓ５を制
御回路５７に供給する。

絞シ弁開度位置センサ６３ｔｉ制御回路５７と接続され
、絞り弁７の開度な示す絞り弁位置信号Ｓ６を制御回路
５７に供給する。また、電磁三方切換弁３９も制御回路
５７と接続ちれ、電磁弁開閉指令信号Ｓ７に応答して動
磁場れ、燃料噴射弁１も制御回路５７と接続芒れ、燃料
噴射信号Ｓ８に応答して駆動嘔れる。更に、水温センサ
６５は制御回路５７と接続嘔れ、ウォータジャケット６
７内の冷却水温に応じた水温信号Ｓ９を制御回路５７に
供給する。

制御回路５７は、第２図に示すように、各種機器を制御
する中央演算処理装置（ＣＰＵ）５７ａ、予め各種の数
値やプログラムが書き込まれｆｃ＋１−ドオンリメモリ
（ＲＯＭ）５７ｂ、演算過程の数値やフラグが所定の領
域に書き込まれるランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）５
７ｃ、アナログ入力信号をディジタル信号に変換するＡ
／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）５７ｄ、各種ディジタル信号
が入力され、各種ディジタル信号が出力ちれる入出力イ
ンタフェース（Ｉｌｏ）５７ｅ、エンジン停止時に補助
電源から給電されて記憶を保持するバックアップメモリ
（ＢＵ−ＲＡＭ）５７ｆ、及びこれら各機器がそれぞれ
接続嘔れるパスライン５７ｇから構成されている。後述
するプログラムはＲＯＭ５７　ｂに予め書き込まれてい
る。

ここで、吸気制御弁２１の開閉制御手段について説明す
る。

第３図は三方切換弁３９の切換制御手順例を示し、この
プログラムが起動されると、まず手順ＰＩにおいて、絞
り弁位置信号Ｓ６に基づいて絞り弁７の開度ＴＡを読込
み、基準位置信号Ｓ１に基づいて機関回転数Ｎｅを読込
む。次いで、手順Ｐ２において、絞シ弁７の開度ＴＡが
５０度以上か否かを判定し、肯定判定場れると手順Ｐ３
に進み、電磁弁開閉指令信号Ｓ７をオンして電磁弁３９
を励磁する。これにより、切換弁３９の第一ポートと第
二ポートとが連通式れて、アクチュエータ２５の室２５
ｂに大気圧が供給さｊｌ、従って、吸気制御弁２１が全
開される。

手順Ｐ２が否定判定賂れると手順Ｐ４に進み、吸気制御
弁（ＳＣＶ）２１が閉じているか否かを判定する。これ
は、電磁弁開閉指令信号Ｓ７がオンしているか否かによ
り判定できる。否定判定場れると手順Ｐ５において、機
関回転数Ｎａが４００゜ｒｐｍ以上か否かを判定し、肯
定判定１れると手順Ｐ３４Ｃ進み、前述したように吸気
制御弁２１を全開する。否定判定されたときはこの一連
の手順を終了する。

手順Ｐ４で否定判定１詐ると手順Ｐ６に進み、機関回転
数Ｎｅが３６０Ｏｒｐｍ以上か否かを判定し、肯定判定
８れると、電磁弁開閉指令信号Ｓ７をオンしたままこの
一連の手順を終了する。回転数Ｎｅが３６０　Ｏｒｐｍ
以下と判定場ｆしたときには手順Ｐ７に進み、この手順
Ｐ７において、電磁弁開閉指令信号Ｓ７をオフし、こｔ
ＩＫより、吸気制御弁２１は、インテークマニホルド８
の圧力によって閉じられる。

すｈわち、第３図の手順によねば、吸気絞り弁７が５０
度以上開いているとき、または、機関回転数Ｎｅが４０
０　Ｏｒｐｍ以上のときに吸気制御弁２１を全開し、全
開した後は機関回転数Ｎｅが３６０゜ｒｐｍ未満になる
まで全開させるようにし、これにより、高吸入空気流量
域での圧損な防止する。

このように構成された内燃機関では、次のようにして点
火時期が制御される。

第４図に示す点火進角演算プログラムが起動ちれると、
まず手順Ｐｌにおいて、機関回転数Ｎｅと吸気管圧力Ｐ
Ｍとに基づいて基本点火進角ＴＨＢが演算嘔れ、所定の
記憶領域に格納される。本実施例では、スワールコント
ロールパルプ２１が閉じているときに適した値が演算ち
れるー次いで、手順Ｐ２において点火タイミングか否か
を判定し、点火タイミングでなければ何もしないでこの
手順を終了する。点火タイミングであれば手順Ｐ３に進
む。

手Ｉｗ４Ｐ３では、記憶領域ＴＨＢＳＶ３の内容を記憶
領域ＴＨＢ８Ｖ４にシフトし、手順Ｐ４では、記憶領域
ＴＨＢ８Ｖ２の内容を記憶領域ＴＨＢＳＶ３にシフトし
、手順Ｐ５では、記憶領域ＴＨＢＳＶ１の内容を記憶領
域ＴＨＢＳＶ２にシフトし、手順Ｐ６では、記憶領域Ｔ
ＨＢＳＶの内容を記憶領域ＴＨＢ８Ｖ１にシフトする。

次の手順Ｐ７においては、電磁弁開閉指令信号Ｓ７がオ
ンさ１−ているか否かを判定し、否定判定場れたときに
は手順Ｐ８において、点火進角補正量ＴＨＢＳＶを零と
して手順ｐＨに進む。バルブ２１が開いていて肯定判断
されると手順Ｐ９において、点火進角補正ｔＴＨＢｓＶ
が３度以下か否かを判定する。肯定判定場れると、手順
ＰＩＯにおいて、点火進角補正量ＴＨＢＳＶに０．１度
を加算し、その結果を新たな点火進角補正量ＴＨＢＳＶ
とする。

手順Ｐ９が否定判定されると手順ｐＨに進む。

手順ｐＨでは、記憶領域ＴＨＢＳＶ４の値に基（１３） 本点火進角ＴＨＢを加算し、その結果を最終進角ＴＨＦ
とし、次の手順Ｐ１２において、その最終進角ＴＨＦに
応じてイグナイタを制御して点火を行う。

このように本実施例では、吸気制御弁２１が全閉してい
る場合に最適な基本進角ＴＨＢをめ、全閉状態ではない
場合には、そのようにしてめられた基本進角ＴＨＢを、
１点火毎に漸増する補正量ＴＨＢＳＶを用いて進角補正
し、全閉状態の場合には補正［ＴＨＢ８Ｖを零として進
角補正せず、更にめられた補正量ＴＨＢＳＶを１点火毎
にＴＨＢＳＶＩ〜ＴＨＢＳＶ４の記憶領域に順次にシフ
トし、最終進角ＴＨＦの演算に際して、四点人前に演算
嘔れて記憶領域ＴＨＢＳＶ４に格納逼れている籠を用い
た。従つ【、第５図に示すように、閉成嘔れている吸気
制御弁２１を開放すべく開閉指令信号Ｓ７が出力嘔れた
後の四点火については、吸気制御弁２１の閉成に適した
点火進角、すなわち、補正量ＴＨＢＳＶ＝０で演算され
π最終進角ＴＨＦによシ点火され、四点人後は、一点火
毎［Ｑ、　１度づ（１４） つ増大する補正量ＴＨＢＳＶにより最終進角Ｔ　ＨＦを
め、開放感れている吸気制御弁２１を閉成すべく開閉指
令信号Ｓ７が出力嘔れた後の四点火については、吸気制
御弁２１の開放に適した、補正量ＴＨＢＳＶにより補正
された最終点火進角Ｔ　ＨＦにより点火嘔れ、四点人後
は、補正量Ｔ）（ＢＳＶ＝０によりめられた最終進角Ｔ
ＨＦにより点火するようにした。なお、最大点火進角補
正量ＴＨＢＳＶは３度である。

このような実施例によれば、閉成している吸気制御弁２
１を開放すべく開閉指令信号Ｓ７が出力１れた後に実際
に吸気制御弁２１が開放されると予想される時点から徐
々に点火進角な増大させるようにしたので、開閉指令信
号Ｓ７のオンと吸気制御弁２１の実際の開放との間にタ
イムラグがあっても適切な点火時期制御が可能となるば
かりか、吸気制御弁２１の開放に伴う空気量の増加及び
弁が開放嘔れた後の燃料増量の供給遅れに起因した空燃
比の過渡的なリーン化に適合した点火時期制御も可能と
なる。また、逆に、開放壊れている吸気制御弁２１が閉
成される場合にも同様に点火時期の適正化を図ることが
できる。

燃料噴射制御については、例えば、機関回転数Ｎｅと吸
気管圧力ＰＭとに基づいて基本燃料噴射時間ＴＰをめ、
少なくとも吸気制御弁２１が開放されているときにけ閉
成時に比べてその基本燃料噴射時間ＴＰを増量補正する
ようにすればよい。

〈変形例〉 上述したスワールコントロールパルプ２１による旋回流
の付与に代え、従来からの二つの吸気排気弁に加えて他
の二つの吸気制御弁をシリンダヘッドの燃焼室頭部に配
設して、低吸入空気量時にのみ吸気に旋回流を付与する
ように構成した吸気制御装置を有する内燃機関にも本発
明方法を適用できる。

また、本発明方法は、上記実施例のような単一々燃料噴
射弁を有するもの以外に、各気筒毎に燃料噴射弁を有す
るものにも適用できる。なお、上記実施例における弁の
閉→開に伴う点火補正量ＴＨＢＳＶの漸増効果は、燃料
供給系に遅れを伴いやすい上記実施例においてより顕著
である。また、補正量Ｔ）ＩＢ８Ｖを０．１度づつ漸増
させ、また、弁開閉時に四点火のディレィをもたせたが
これらの数値は種々の内燃機関に最適な値が選ばれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した内燃機関の一例を示す構成図
、第２図はその制御回路の詳細例を示すブロック図、第
３図は吸気制御弁の開閉手順例を示すフローチャート、
第４図４本発明方法に係る点火時期演算手順の一例を示
すフローチャート、第５図は電磁弁開閉指令信号Ｓ７と
点火進角補正量ＴＨＢＳＶを示すタイムチャートである
。 １・・・噴射弁、　７・・・吸気絞り弁、　８゛°°イ
ンテークマニホルド、　９・・・シリンダヘッド、１１
°°°吸気通路、１３・・°隔壁、１５・・・ノくイノ
くス、１７・・・スワール通％、２１・・・スワールコ
ントロールバルブ、４９・・・イグナイタ、５１・・・
ディストリビュータ、５２・・・点火プラグ、５３．５
５・・・クランク角センサ、　５７・・・制御回路、　
５９・・・吸気圧力センサ、　６３・・・絞り弁位１１
グ装 置センサ。 （ほか１名） １１Ｑ） 手続補正書 昭和５９年４月−ム日 １、事件の表示 昭和５８年　特許願　第　１８６６３６　号２、発明の
名称 点火時期制御方法 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 名称　（３２０）　）ヨタ自動車株式金社４、代理人 ７、補正の対象 図　面 龜　補正の内容 （１）第１図な別紙の通シ改める。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）低吸入空気量時に閉成されて吸気に旋回流を付与
   する吸気制御弁を有し、横開運転状態に応じて基本進角
   を演算するとともに、少なくとも前記基本進角な、前記
   吸気制御弁閉時に比べて開時の点火進角が大きくなるよ
   うに補正する内燃機関の点火時期制御方法において、前
   記吸気制御弁が開から閉、または閉から開へ移行する際
   に、所定時間だけ移行前の吸気制御弁の状態に適した点
   火進角により点火することを特徴とする点火時期制御方
   法。 （２、特許請求の範囲第１項に記載の方法において、前
   記吸気制御弁が閉から開へ移行する際には、前記所定時
   間の経過後、徐々に点火進角を開時に適した値に近づけ
   ることを特徴とする点火時期制御方法。