JPS6225873B2 - - Google Patents

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JPS6225873B2
JPS6225873B2 JP57064404A JP6440482A JPS6225873B2 JP S6225873 B2 JPS6225873 B2 JP S6225873B2 JP 57064404 A JP57064404 A JP 57064404A JP 6440482 A JP6440482 A JP 6440482A JP S6225873 B2 JPS6225873 B2 JP S6225873B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ignition timing
phase
internal combustion
combustion engine
acceleration
Prior art date
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JP57064404A
Other languages
English (en)
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JPS58180771A (ja
Inventor
Satoru Komurasaki
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP57064404A priority Critical patent/JPS58180771A/ja
Priority to US06/483,699 priority patent/US4530328A/en
Priority to DE19833313610 priority patent/DE3313610A1/de
Publication of JPS58180771A publication Critical patent/JPS58180771A/ja
Publication of JPS6225873B2 publication Critical patent/JPS6225873B2/ja
Granted 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
    • F02P5/155Analogue data processing
    • 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)
  • Signal Processing (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)

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
るものである。
内燃機関の点火時期設定は、機関の運転状態に
対して最も効率が良くなるように行なわれるもの
で、一般的には機関がノツキングしない範囲で、
可能な限りMBT(Minimum advance for best
torque)に近付くように設定するのが望ましい。
しかし従来から利用されている点火時期制御装
置は、機械的構成によるものが多く、製品のばら
つきとか経年変化に対して点火進角特性が安定せ
ず、実際の点火時期はノツキングを防ぐために、
前記の望ましい点火時期よりもかなり遅れ側に設
定されており、機関効率が悪化することになる。
またたとえばらつきや経年変化の少ない点火時期
制御装置を用いても、ノツキング現象が機関の吸
気温度、湿度、さらには空燃比などにより左右さ
れるから、ある運転条件下でノツキングを生じな
い点火時期に設定しても、異なつた運転条件下で
はノツキングを生ずる惧れがある。
ところで前記ノツキングは、その発生を検知し
て点火時期を遅くするように制御することで、前
記のような製品のばらつきとか、運転条件の差に
より点火進角に誤差を生じても、ノツキングのな
いように点火時期を合わせ得るものであり、また
一方、ノツキングは機関の定常運転時より加速運
転時に多発し、しかもそのレベルは大きくて、過
渡時のノツキングを充分に抑制するには、定常時
よりも大きい制御角度を必要としている。
この発明は従来のこのような実情に鑑み、機関
の加速運転時にあつて、ノツク信号による点火時
期の制御角度範囲を大きくし、充分に広い角度範
囲で点火時期を制御できるようにさせ、かつノツ
キング多発時、あるいは過大ノツク発生時の対策
を効果的に行なわせると共に、併せて加速後の定
常時の点火時期を適正にして効率のよい機関運転
を加能にしたものである。
以下、この発明に係わる点火時期制御装置の一
実施例につき、添付図面を参照して詳細に説明す
る。
第1図はこの実施例装置の回路ブロツク図であ
る。この第1図において、符号1は図示しない内
燃機関に取り付けられて、機関の振動加速度を検
出する加速度センサ、2は加速度センサ1の出力
信号からノツキングに対して感度の高い周波数の
信号成分のみを取り出す周波数フイルタ、3は周
波数フイルタ2の出力信号からノツク検出に対し
て妨害波となるノイズを遮断するアナログゲー
ト、4は妨害ノイズの発生時期に対応してアナロ
グゲート3の開閉を指示するゲートタイミング制
御器、5はノツキング時以外の機関の機械的振動
ノイズのレベルを検出するノイズレベル検出器、
6は前記アナログゲート3とノイズレベル検出器
5との各出力電圧を比較してノツク検出パルスを
発生する比較器である。
また7は前記比較器6の出力パルスを積分し
て、ノツキング強度に対応した積分電圧を発生す
る積分器、8は積分器7の出力電圧に対応して、
基準となる点火信号の位相を変位させる移相器、
9はあらかじめ設定される点火進角特性に対応し
た点火信号を発生する回転信号発生器、10は回
転信号発生器9の出力を波形整形し、かつ同時に
点火コイル12への通電の閉路角制御をなす波形
整形回路、11は前記移相器8の出力信号によつ
て点火コイル12への給電を断続するスイツチン
グ回路、13は前記機関の吸気管圧力を検出する
圧力センサ、14は圧力センサ13の出力変化か
ら機関の加速運転状態を検出する加速検出器であ
る。
次に第2図は前記加速度センサ1の出力信号の
周波数特性を示しており、曲線Aはノツキングの
ない場合、Bはノツキングが発生した場合のそれ
ぞれ特性である。
こゝでこの加速度センサ1の出力信号には、ノ
ツキングに伴なつて発生するノツク信号とか、機
関の機械的ノイズ、その他の信号伝達経路にのる
各種のノイズ成分、例えばイグニツシヨンノイズ
などが含まれているが、前記特性曲線AとBとを
比較してみると、ノツク信号には特有の周波数特
性分布のあることが判る。そしてこの分布は、内
燃機関の種類、型式などとか、センサ取り付け位
置などによつて差はあるものゝ、それぞれの場合
でノツキングの有無により明確な分布の相違があ
る。従つてこのノツク信号のもつ特有の周波数成
分のみを取り出すことにより、他の周波数成分の
ノイズを抑制して、ノツク信号を効率的に検出で
きるのである。
さらに第3図および第4図は、前記第1図実施
例装置各部の動作波形を示し、第3図は機関にノ
ツキングが発生していないときのモード、第4図
は機関にノツキングが発生しているときのモード
である。
続いて前記実施例装置の動作について述べる。
回転信号発生器9からあらかじめ設定された点
火時期特性に対応して発生する回転信号は、波形
整形回路10により所望の閉路角をもつ開閉パル
スに波形整形されると共に、移相器8を介してス
イツチング回路11を駆動し、点火コイル12へ
の給電を断続させることにより、その通電遮断時
に二次コイル側に発生する点火電圧で、機関の点
火を制御して運転がなされ、この機関の運転中に
生起される機関振動が加速度センサ1において検
出される。
こゝでまず内燃機関にノツキングが発生してい
ない場合には、ノツキングに伴なう機関振動こそ
発生しないが、一方ではその他の機械的振動によ
つて、加速度センサ1の出力信号に第3図aのよ
うに、機械的ノイズとか点火時期Fに信号伝達経
路にのるイグニツシヨンノイズなどが発生する。
そしてこの加速度センサ1からの出力信号は、周
波数フイルタ2を通つて同図bのように機械的ノ
イズ成分が相当抑制されるが、イグニツシヨンノ
イズ成分は強力なために、この周波数フイルタ2
を経たのちも大きなレベルで出力されることがあ
る。
そこでこのまゝでは、イグニツシヨンノイズを
ノツク信号として誤認してしまうために、移相器
8の出力でトリガされるところの、ゲートタイミ
ング制御器4からの同図cに示す出力により、点
火時期Fより所定の期間だけアナログゲート3を
閉じて、このイグニツシヨンノイズを遮断する。
仍てこのため、アナログゲート3の出力には同図
dに符号イで示すレベルの低い機械的ノイズのみ
が残る。一方、ノイズレベル検出器5には、アナ
ログゲート3の出力信号のピーク値変化に応動、
すなわちこの場合、通常の機械的ノイズのピーク
値による比較的ゆるやかな変化に応動し得る特性
が与えられていて、この機械的ノイズのピーク値
よりも若干高い直流電圧を同図dに符号ロで示す
ように発生する。そしてこのように、アナログゲ
ート3の出力信号の平均的なピーク値よりも、ノ
イズレベル検出器5の出力が大きいことから、こ
れらを比較する比較器6では同図eのように出力
がなく、結果的にノイズがすべて除去されること
になる。
従つて積分器7にあつても同図fのように出力
電圧がなく、移相器8による移相角(入出力の位
相差)も零となつて、その出力で駆動制御される
スイツチング回路11の開閉位相、換言すると点
火コイル12への通電の断続位相が、波形整形回
路10の同図gに示す出力信号である基準点火信
号と同位相となり、その点火時期は同図hのよう
に基準点火位置のまゝとなる。
また次に内燃機関にノツキングが発生した場合
には、このノツキングに伴なう機関振動によつ
て、加速度センサ1の出力には第4図aのよう
に、点火時期Fよりある時間遅れた付近でノツク
信号が含まれ、周波数フイルタ2からの出力は同
図bとなり、ゲートタイミング制御器4からの同
図cの出力によつて、アナログゲート3を通つた
信号は同図dの符号イで示すように、機械的ノイ
ズにノツク信号が大きく重畳されたものとなる。
そしてこのゲート通過後の信号にあつて、ノツク
信号の立上りが急峻なために、ノイズレベル検出
器5の出力電圧レベルがこのノツク信号に対して
応答遅れを生じ、比較器6への入力は同図dの
イ,ロのようになり、その出力には同図eのよう
にノツク信号対応のパルスが発生し、かつこの出
力を積分する積分器7からは同図fのように積分
電圧が発生する。
そして移相器8では、積分器7の出力電圧に対
応して、波形整形回路10の出力信号を時間的に
遅れ側に移相するため、この移相器8の出力位相
は、波形整形回路10の基準点火信号(同図g)
の位相よりも遅れ、同図hに示す位相でスイツチ
ング回路11を駆動制御し、これによつて点火コ
イル12による点火時期が遅れ、ノツキングが抑
制された状態となるのである。
このように第3図あるいは第4図の状態が繰り
返されて、最適の点火時期制御が実行されること
になるのである。
ところで前記した内燃機関におけるノツキング
は、機関の定常運転時よりも加速運転時に多発
し、しかもそのレベルが大きいことが知られてお
り、このために定常運転時と加速運転時の最大制
御角、すなわち前記移相器8での移相角が同じ場
合には、加速運転時に制御角が不足して、ノツキ
ングを充分に抑制できず、特に高出力を目的とし
た機関においてこれが著るしい。
この傾向に対処するために実施例装置では、機
関の吸気管に吸気圧力を検出する圧力センサ13
を設けると共に、この圧力センサ13からの圧力
信号のレベル変化によつて機関の加速運転状態を
検出する加速検出器14を設け、この加速検出器
14からの加速信号を前記積分器7に入力させ
て、前記移相器8に対する加速運転時の移相角制
御を、定常運転時のそれよりも充分に大きくさせ
るのである。
この作動をより具体的に述べると、加速検出器
14は圧力センサ13からの圧力信号の微分値を
演算して、その値が所定値以上の場合を加速運転
時であると判断したときに、加速信号を積分器7
に入力させ、この積分器7は出力する積分電圧の
最大値を、定常運転時よりも大きい値まで可能と
するように作動する。そして次の移相器8では、
積分器7の出力電圧に対応して波形整形回路10
からの出力信号を移相するために、積分器7の出
力電圧が通常より大きい値となると、波形整形回
路10の出力信号を、定常運転時よりも大きく角
度移相させた位相での信号を出力する。すなわ
ち、第5図に示すようにこの作動によつて、定常
運転時の最大移相角θは、加速運転時にθ
(但しθ<θ)となり、この結果、加速運転
時には、定常運転時よりも大きく、充分に広い範
囲での移相角度制御が可能となるのである。
しかし一方、このように加速運転時に点火時期
の移相角度範囲を広くすると、加速運転時に過大
ノツクが発生して、点火時期の移相角度を大きく
制御したのちの、定常運転時の点火時期が機関の
運転効率上問題になる。
すなわち、加速運転時に制御された移相角度
が、例えば前記第5図に示した角度θである
と、この移相角θは定常運転時に必要な最大移
相角θよりも大きくて、この加速後の定常時に
は(θ−θ)の角度だけ移相し過ぎた状態と
なり、この復帰には通常10秒以上の時間を必要と
し、この復帰時間のあいだゞけ機関の運転効率が
低下する可能性がある。このために前記のように
加速時の移相角がθよりも大きくなつた場合に
は、加速終了後に移相角をすみやかにθに復帰
させるのが望ましい。
従つてこれを満足させるためにこの実施例装置
では、第6図に示すように、加速状態終了後、瞬
時に移相角をθに設定し、その後は積分器7の
通常の復帰速度K1により徐々に移相角を小さく
するようにする。そしてこれは前記回路にあつ
て、加速検出器14による機関の運転状態が加速
状態でなくなつたときに、これに従つて積分器7
の積分出力電圧を小さくし、移相器8での移相角
がθとなる値に設定すればよい。
そしてこの場合、内燃機関によるか、あるいは
加速検出器14での加速状態の設定によつては、
前記第6図のように瞬時に移相角をθまで小さ
くすると、点火時期の進み過ぎとなつて再度ノツ
キングを発生したり、フイーリングが悪化したり
することがあるから、この場合には第7図に示す
ように、移相角がθからθになる迄は復帰速
度をK2とし、かつθ以下では通常の復帰速度
K1とすればよい。
なお前記第7図にあつて、移相角をθからθ
まで連続して直線的に復帰させるようにしてい
るが、θとθの間の移相角で瞬時停止させる
ようにしてよく、またこの復帰速度を機関回転
数、冷却水温、潤滑油温などにより可変的にして
もよい。さらに前記第6図および第7図にあつ
て、点火時期の復帰時間を定常時最大移相角以上
の角度で速くしたが、機関に合わせて定常時の最
大移相角以下の所定値以上にすることもできる。
以上詳述したようにこの発明によれば、内燃機
関の振動を検出する加速度センサの出力から、特
定周波数のノツク信号を選別し、そのレベルに対
応して点火時期を遅らせることで、ノツキングを
抑制できると共に、特に機関の加速運転時に点火
時期の移相角度を、定常運転時よりも大きくする
ことで、加速時に多発するノツキングを充分に抑
制可能とし、かつまた加速時の移相角が定常時の
所定値以上になつたときには、加速後の定常時に
この移相角をすみやかに定常時の所定値に復帰さ
せるようにすることで、加速後においても機関の
運転効率を向上できるなどの特長がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明に係わる点火時期制御装置の
一実施例を示す回路ブロツク図、第2図は同上加
速度センサの出力特性図、第3図および第4図は
ノツキング非発生時と発生時との装置各部の動作
波形図、第5図は同上最大移相角の特性図、第6
図および第7図は点火時期の復帰速度の特性図で
ある。 1…加速度センサ、2…周波数フイルタ、3…
アナログゲート、4…ゲートタイミング制御器、
5…ノイズレベル検出器、6…比較器、7…積分
器、8…移相器、9…回転信号発生器、10…波
形整形回路、11…スイツチング回路、12…点
火コイル、13…圧力センサ、14…加速検出
器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 内燃機関の振動加速度を検出する加速度セン
    サと、加速度センサの出力からノイズ信号成分を
    除去して、ノツキング信号成分を選別する手段
    と、基準点火時期信号を発生する手段と、前記選
    別手段の出力に対応して、前記基準点火時期信号
    の位相を変位させる移相手段と、移相手段からの
    出力によつて、点火コイルへの給電を断続するス
    イツチ手段と、内燃機関の加速度運転状態に対応
    して、前記移相手段による基準点火時期信号の位
    相変位の最大値を可変制御する移相角度切換え手
    段と、内燃機関の加速後の定常運転状態に対応し
    て、前記切換え手段で変位された点火時期信号位
    相の基準位相への復帰速度を可変制御する移相角
    度復帰手段とを備えたことを特徴とする内燃機関
    の点火時期制御装置。 2 移相手段による位相変位の最大値を、定常運
    転時よりも加速運転時に大きくするようにしたこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の内燃
    機関の点火時期制御装置。 3 復帰手段による復帰速度を、位相変位が所定
    値以下のときよりも所定値以上のときに速くした
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の内
    燃機関の点火時期制御装置。 4 復帰手段による復帰速度を、段階的に可変さ
    せるようにしたことを特徴とする特許請求の範囲
    第1項、または第3項記載の内燃機関の点火時期
    制御装置。
JP57064404A 1982-04-15 1982-04-15 内燃機関の点火時期制御装置 Granted JPS58180771A (ja)

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JP57064404A JPS58180771A (ja) 1982-04-15 1982-04-15 内燃機関の点火時期制御装置
US06/483,699 US4530328A (en) 1982-04-15 1983-04-11 Ignition timing controller for internal combustion engine
DE19833313610 DE3313610A1 (de) 1982-04-15 1983-04-14 Zuendzeitpunktsteuerung fuer einen verbrennungsmotor

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