JPS61244870A - 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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JPS61244870A
JPS61244870A JP60086412A JP8641285A JPS61244870A JP S61244870 A JPS61244870 A JP S61244870A JP 60086412 A JP60086412 A JP 60086412A JP 8641285 A JP8641285 A JP 8641285A JP S61244870 A JPS61244870 A JP S61244870A
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JP
Japan
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ignition timing
combustion engine
internal combustion
cylinder
output
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JP60086412A
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English (en)
Inventor
Yuichi Kashimura
鹿志村 裕一
Noboru Sugiura
登 杉浦
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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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
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Ignition Timing (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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、内燃機関の点火時期制御装fllrc係シ%
にシリンダ内圧力を検出してトルクに関する関数を最大
値に制御する内燃機関の点火時期制御装置に関する。
〔発明の背景〕
シリンダ内圧力を検出して内燃機関の点火時期を制御す
る基本的なものとしては特開昭47−4903 および
特開昭53−56429号公報に示されている。
これらは内圧に基づき点火時期を制御するものであるが
内燃機関のトルクを制御することまでは至っていない。
シリンダ内圧力は、トルクそのものを表わしているわけ
ではないが、トルクに関する関数を示しており、シリン
ダ内圧力でトルクを制御することができる。
ノックの発生していない状態でトルクを最大値に制御す
れば効率の高い内燃機関を提供することができ、また、
運転性も向上させることができる。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、内燃機関の効率を高めることのできる
点火時期制御装置を提供することにある。
〔発明の概要〕
シリンダ内圧力検出センサの出力を入力しミキサー回路
の出力でノック検出回路とシリンダ内圧力検出回路の2
系統に分ける。内燃機関の点火時期を特定のタイミング
で進角させ、特定のタイミングでシリンダ内圧力を取込
む。(例えば、上死点から一定の角度でシリンダ内圧力
をA/D変換する。)点火時期を進角させるとシリンダ
内圧力のピークも上死点側に移動し、点火時期をさらに
進角させるとノッキングが発生する。ノッキングが発生
した場合は、点火時期の進角は行わず前回の点火時期を
使用する。ノック発生直前のシリンダ内圧力がピークを
示すクランク角度(上死点からの角度)をストアしてお
く。
次のサイクルからは、シリンダ内圧力がピークを示すク
ランク角度を、ストアされているクランク角度になるよ
うに点火時期を制御する。シリンダ内圧力はトルクを直
接表わしているわけではないが、トルクに関する関数を
示しており、内圧力をノック発生直前の最大値になる角
度に制御することで、トルクの最も大きなりランク角度
に制御でき、内燃機関の効率を高めることができる。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例について説明する。
第1図に本発明を適用する内燃機関制御装置の点火時期
制御部分を示す。セントラプロセシングユニット(以下
CPUと記す。)Kは、内燃機関の点火時期を含めた各
種データのデジタル演算処理を行う。ROMI Itは
点火時期制御及びその他の制御プログラムおよび固定デ
ータが記憶されている。RAM16は読み出し、書き込
みが可能な記憶素子である。バックアップR,AM17
Fi内燃機関の停止時にも記憶を保持するR、AMであ
る。
CPUI 2は入出力インターフェース回路20を介し
て各種センサ(本実施例では、ノッキング検出装置30
.クランク角センサ40.負荷センサ50、を用いてい
る。)からの信号を取シ込み、この信号に基づき、I’
(0M14に記憶されたプログラムに従って点火時期を
計算し、入出力インターフェース回路20を介して点火
信号IGNを出力する。
点火信号IGNは増巾器72を介してパワートランジス
タ74のベースにカロ見られ、パワートランジスタ74
を駆動する。パワートランジスタ74の遮断によシ点火
コイル76の2次コイルに点火電流が発生する。
第2図に入出力インターフェース回路20vCおける点
火時期制御ニ寄与する部分の具体的構成を云す。クラン
ク角センサ40からのポジションパルス信号(POSと
記す。)は、771回路216および220に加えられ
る。又クランク角センサ40からの基準クランク角信号
(R,EFと記す。)は、第1のカウンタレジスタ21
0のリセット端子およびR8フリップフロップ218の
セット端子に加えられる。第1のカウンタレジスタ21
0けアンド回路216およびRSフリップ70ツブ21
8によりREFの立ち上シに基づいて、POSの計数を
開始し、計数値をコンパレータ206に出力する。コン
パレータ206は、第10カウンタレジスタの計数値と
、CPU12で演算されアドバンスレジスタ202に格
納された点火時期データθ、1を比較し、両者が一致し
た時にR87!jツブフロツプ214Vcセツトハルス
を出カスると共に、BSブリップフロップ218をリセ
ットする。BSフリップフロップ214にセットパルス
が入力されるとQ出力の出力は遮断され、点火系のパワ
ートランジスタ74が遮断され、点火コイル76の2次
コイルに放電電流が出力される。
次に点火コイルの通電開始時期について説明する。第2
のカウンタレジスタ212I/′i、コンパレータ2 
Q 6Vcよって決定されるR8フリップフロップ22
2をONするためのセットパルスに基づき、アンド回路
220を介してポジションパルスPO8の計数を開始し
、計数値をコンパレータ208に出力する。コンパレー
タ208では、この計数値と、CPU12Vcよって演
算されドエルレジスタ204に格納された値を比較し、
両者が一致した時にリセットパルスをR,8フリツプフ
ロツプ214に出力すると共にBSフリップフロッグ2
22をリセットする。RSフリップフロップ214では
、リセットパルスに基づきQ端子に出力を発生させ、パ
ワートランジスタ74をONさせ、点火コイル76の1
次コイルへの通電を開始する。
次にノッキング信号KNCKPのCPUI 2への取シ
込みについて説明する。
内圧力検出装置30の出力パルスKNCKPは、カウン
タレジスタ234に入力されており、発生したノッキン
グの強度に比例した、KNCKPの個数が計数される。
CPU12は、回転同期割込みでカウンタレジスタ23
4の計数値が、CPU12に、パス18を介して取シ込
まれ、カウンタレジスタ234の計数値はリセットレジ
スタ238により、クリアされて、次のノッキング発生
に備える。CPU12に取シ込まれたパルス数NFは、
ノッキングの強度に対応するデータであって、点火時期
修正の計算に用いられる。
第3図は、以上説明した第2図に示す回路の作動を示す
タイミングチャートである。図において、Aは基準クラ
ンク角信号、Bはポジションパルス信号である。Cは第
1のカウンタレジスタ210の計数状況を示し、C1は
、アドバンスレジスタ202の設定値である。Dは、コ
ンパレータ206の出力信号を示し、第1のカウンタレ
ジスタ210の計数値が、アドバンスレジスタ202の
設定[に到達した際に出力が発生することを示している
Eは、第20カウンタレジスタ212の計数状況を示し
、Elは、ドエルレジスタ204の設定値である。Ft
ri、コンパレータ208の出力で、コンパレータ20
6の作動と同様である。Gは、コンパレータ206,2
08の出力、即ち、D、 Fに応動するR、Sフリップ
フロップ214のQ出力を示している。Hは、この算出
力に応動して流れる点火コイル66の電流を示し、工は
、点火時期を示している。
第4図にはシリンダ内圧力に応動し、シリンダ内圧力の
ピークとノッキングを検出するシリンダ内圧力検出回路
30のブロック図が示されている。
図において、シリンダ内圧センサ401〜404は各気
筒毎(第4図のブロック図は4気筒エンジンの例を示し
ている。)に工/ジンに取付Irjうれており増幅回路
405〜408を通してミキサ412へ入力される。ミ
キサ412の出力は、2系統に分離されている。一系統
は、ノック発生時′にシリンダ内圧センサに重畳する信
号を取シ出す4(D”t’バンドパスフィルタ413を
通して半波整流回路414へ入力される。半波整流回路
414の出力Fi2系統に分けられる。一方は、比較の
基準電圧を作るもので平滑回路415、増幅回路416
を通し比較器4090片側へ入力されている。
半波整流回路414の他方は、増幅回路417を通して
比較器409のもう片側へ入力されている。比較器40
9で増幅器416と増幅器417の信号が比較され、比
較器409の出力はIloへ入力されてノッキング発生
時のパルス数がカウントされる。
ミキサ412出力の他方は、ローパスフィルタ418、
増幅回路419を通してIloのA/D変換器へ入力さ
れる。増幅器419の出力は、シリンダ内圧力のピーク
を検出するもので、■/。
のA/D変換器で、特定のタイミングで特定の期間(例
えば一定クランク角度)で取込まれる。
第5図VCは、第4図に示されるブロック図の波形図が
示されている。1M5図囚は、ミキサ412の出力を示
しておシ各気筒毎のシリンダ内圧力のピークが示されて
いる。第5図囚のCの気筒にノックが発生しており、第
4図の増幅器417の出第4図図水増幅器419の出力
波形を示している。
上死点(Top Dead Center : TDC
と略す)から一定クランク角度Δθで増幅器419の出
力を取込む。(本実施例は、上死点から内圧センサの出
力を取込んでいるが、上死点後10degd・ら取込ん
でも良い。) 第6図の例ではθ4 クランク角度θ、が内圧波形のピ
ークに相当する。
第7図と第8図には第4図図水増幅器405〜408と
ミキサ412に相当する回路図が示されている。
第7図は正相の増幅器(増幅度1のバッファ)を使用し
た例であシ、抵抗501〜512、コンデンサ521,
522,523,524、オペアンプ529,530,
531,532で増幅器405〜408−1!でか構成
されている。抵抗513〜520、コンデンサ525,
526,527゜528、オペアンプ533でミキサ4
12が構成熟ている。
側′8図は反転増幅器を使用した例である。増幅器40
5〜408け、抵抗551〜562、コンデンサ569
,570,571,572、オペアンプ577、り78
,579,580で構成されている。ミキサ412は、
抵抗563〜568、コンデンサ573,574,57
5,576、オペアンプ581で構成されている。
第9図は本実施例における点火時期制御装置のジェネラ
ルフローを示している。図において割込み要求600が
発生すると次のステップ602の割込み要求解析処理に
よって角度か(ANOLE)リファレンスか(R,EF
)タイマー割込カ(TIMER)が判断される。タイマ
ー割込(TIMER)である場合VCは、タスクスケジ
ューラ604の指示に従い入力信号のA/D変換(但し
内圧センサ出力のA/D変換は除く。)及びエンジン回
転数の入力606、点火時期及び通算時間の計算608
デジタル入力信号処理610及び補正処理612の各タ
スクを実行する。
ステップ602で割込要求解析の結果、一定角度割込要
求の場合には、ステップ615で角度処理ルーチンが実
行される。第10図に示すステップ620でシリンダ内
圧力のA/D変換が行われ、ステップ621でA/D変
換された値をR,AMヘスドアする。ステップ622で
は、次の角度割込を行うための角度を更新する。ステッ
プ623では、シリンダ内圧力のA/D変換の取込が終
了したか否かの判断を行うもので一定角度割込が第6図
の04まで行われればステップ624へ進み、取込終了
報告(角度割込禁止)がなされる。
また、ステップ602で割込要求解析処理の結果、リフ
ァレンス信号による割込要求の場合にはステップ616
において回転同期処理ルーチンの実行が行われる。
第11図に回転同期処理ルーチンが示されている。ステ
ップ701では、一定角度割込のステップ621でスト
アされたシリンダ内圧力のA/D変換値からシリンダ内
圧力のピークを検索し、ステップ702ではこのときの
クランク角度をR,AM(ランダム・アクセス・メモリ
)にストアし、ステップ703ではシリンダ内圧力のピ
ーク値をストアする。ステップ704でばCNTR23
4Vc取込まれたノックパルス数を読込む。ステップ7
05では、現在ノック制御中か否かが判定される。ノッ
ク制御中の報告(フラグセット)がなされていればステ
ップ712へ進みノック制御が行われる。ステップ70
5でノック制御中でなければ、ステップ706へ進む。
ステップ706では現在のモードが点火時期を進めてい
ってノッキングの発生していない状態でシリンダ内圧力
のピークが最大になるモード(チェックモード)でアル
か否かが判定される。ステップ706でチェックモード
であればステップ707へ進む。ステップ707では、
ステップ704で取込まれたノックパルス数N、がノッ
ク検出レベルNs以上か否かが判定される。ステップ7
07でノックパルス数N、がノック検出パルスN8以下
であればステップ713へ進む。
ステップ713では今回のシリンダ内圧力のピーク値と
前回までのシリンダ内圧力の最大値の比較を行い、比較
の結果今回のピーク値の方が大きければステップ714
・\進み、そうでなければステップ715へ進む。ステ
ップ714ではシリンダ内圧力のピーク値の最大値とそ
のときのクランク角度をストアする。ステップ715で
は点火時期を進める。つまり、チェックモードでは、ノ
ックが発生するまで(ステップ707でN、>N@とな
るまで)点火時期が進められ、その間のシリンダ内圧力
ピークの最大値とシリンダ内圧力のピークが最大になる
クランク角度をストアする。ステップ722へ進む。
ステップ707でノッキングパルスN、がノック検出パ
ルス数N8以上であれば、エンジンにノッキングが発生
したと判定されステップ708へ進む。ステップ708
では、点火時期を進めていった結果ノッキングが発生し
たためチェックモードをリセットする。ステップ709
では、点火時期の最大値をノック発生直前の点火時期に
セットする。ステップ710では、シリンダ内圧力のピ
ークが最大になるクランク角度をθTとしてセットする
。ステップ711ではノック報告を行う。
ステップ712ではノック制御を行う。ステップ722
へ進む。
ステップ706でチェックモードでなければ、ステップ
716へ進む。ステップ716では、ステップ710で
セットされた〇TにKl(係数)倍されたものと、ステ
ップ702で取込まれたシリンダ内圧力のピークを示す
クランク角θの比較が行われる。(K、 <1 ) ステップ716でに1θ!くθであればステップ718
へ進み、そうでなければステップ717へ進む。ステッ
プ717ではクランク角度が進みすぎているため点火時
期を遅らせる。ステップ720へ進む。ステップ718
でθ<K、θ〒であればステップ720へ進み、そうで
なければステップ719へ進む。(Kt 〉1 )ステ
ップ719では点火時期を進める。ステップ720では
点火時期が最大値(ノックが発生する直前の点火時期)
を越えないか判断する。点火時期が最大値A D V 
maxを越えればステップ721で点火時期をADVm
axにする。そうでなければステップ722へ進ム。
ステップ722ではカウンタの更新と特定のタイミング
でチェックモードへ移るための比較がなされる。ステッ
プ722で比較の結果N1以上であればステップ723
へ進みカウンタのセット、チェックモードのセットが行
われる。本実施例では回転同期処理ルーチンの回数でチ
ェックモードへ移るようになっているが、特定の時間で
チェックモードへ移るようにしてもよい。
また、ノック検出パルス数Ns+点火時期の最大値A 
D Vmax +クランク角度θ↑、シリンダ内圧力の
ピーク値は、回転数と負荷のマツプとなっている。
以上述べてきたように1チエツクモード六ノ。
ツク発生する直前のシリンダ内圧力のピークが最大値を
示すクランク角度0丁が決まり、その後はシリンダ内圧
力のピークを示すクランク角度θかに、θテくθくに雪
θテ となるように制御される。
シリンダ内圧力はトルクそのものを表わしてい〉わけで
はないが、トルクに関する関数を表わし−ている。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、内燃機関の効率
を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は構成図、第2図は入出力インターフェースの具
体的構成、第3図はタイミングチャート第4図はノッキ
ング検出装置の構成、第5図は波形図、第6図はシリン
ダ内圧波形の取込み、第7図、第8図は内圧センサの増
幅回路とミキサの具体的構成、第9図はジェネラルフロ
ー、第10図は角度割込処理ルーチン、第11図は回転
同期処理ルーチンである。 12・・・CPU、14・・・ROM、16・・・R,
AM、  30第2目 /2Jす Is目 4          y        C(C) ′#8目 549回 F!vt 茅io図 ApJerL6

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、内燃機関のシリンダ内圧力を検出するシリンダ内圧
    力センサと、該センサ出力値の内ピーク値を検出するピ
    ーク値検出回路と、ノッキング発生時にノックを検出す
    るノック検出回路とを有する内燃機関の点火時期制御装
    置において、ある特定のタイミングでシリンダ内の圧力
    を検出し、該タイミングの点火時期よりノック発生直前
    まで進角させていきノック発生直前のシリンダ内圧力の
    ピークが最大となるクランク角度を点火時期として修正
    する手段を設けたことを特徴とする内燃機関の点火時期
    制御装置。
JP60086412A 1985-04-24 1985-04-24 内燃機関の点火時期制御装置 Pending JPS61244870A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62271962A (ja) * 1986-05-19 1987-11-26 Nippon Denso Co Ltd 内燃機関用点火時期制御装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62271962A (ja) * 1986-05-19 1987-11-26 Nippon Denso Co Ltd 内燃機関用点火時期制御装置

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