JPS6316170A - 内燃機関の点火時期制御装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は内燃機関の点火時期側？’ＩＩＩ装置に関す
る。

〔従来の技術〕

内燃機関における点火時期は、機関負荷と回転数により
、機関出力トルクを最大とする時期（ＭＢＴ）に制御さ
れる。マイクロコンピュータによる電子制御式の点火時
期制御装置では、機関負荷値と回転数値との組合せに対
するＭＢＴを得る点火時期値のマツプがメモリに格納さ
れ、機関運転中に実測される負荷と回転数とより点火時
期の値がマツプより演算され、この演算された点火時期
となるように点火装置（イグナイタ）が制御される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

点火時期マツプの一方の変数である機関負荷としては、
例えば、吸気管圧力値が取られている。

ところが、吸気管圧力測定用の圧力センサは吸気管に設
置されるでいるため、センサによる検出圧力が過渡的な
運転状態ではシリンダボア内に導入される吸入空気の圧
力と異なってくる。そのため、演算される点火時期が最
適値から外れる問題点があった。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明によれば、第１図に示すように、内燃機関の点
火時期制御装置は、機関回転数及び負荷を含む基本的運
転条件より点火時期を演算する手段１と、機関の吸気管
２に設置されるスロットル弁３の開度を検出する手段４
と、点火時期演算手段１により演算される点火時期をス
ロットル弁開度検出手段４により検出されるスロットル
弁３の開度に応じて修正する手段５と、修正された点火
時期で点火栓電極６を駆動する駆動手段７とより成る。

〔実施例〕

第２図において、１０は内燃機関の本体、１２はスロッ
トル弁、１３は燃料インジェクタ、１４はサージタンク
、１５は吸気管、１６は排気管、１７はエアークリーナ
である。１８はターボチャージャであり、吸気管１５に
接続されるコンプレッサハウジング２０と、コンプレッ
サハウジング２０内のコンプレッサ２２と、排気管１６
に接続されるタービンハウジング２４と、タービンハウ
ジング２４内のタービン２６とより構成される。

ターボチャージャ１８によって断熱圧縮されることによ
り高まった吸入空気の温度を降下させるため、コンプレ
ッサ２２の下流にインククーラ２８が配置される。イン
タクーラ２８はこの実施例では空冷式であり、熱交換管
３０を空気が通過する際にフィン３２を介して外気との
熱交換により吸入空気の冷却が行われるものである。

３６はディストリビュータを示しており、その中央電極
３８は点火装置４０に接続される。点火装置４０は、周
知のように、点火コイルとイグナイタとより成り、イグ
ナイタより点火コイルの一次側に所定時間間隔の点火パ
ルスが供給され、その点火パルスの立ち下がりにおいて
二次側に高圧電流が発生する。この高圧電流は、ディス
トリビュータ３６の分配電極４０を介してその気筒の点
火栓４２の電極部に供給され、点火作動が実行される。

制御回路４４は、この発明による点火装置の作動及びそ
の他のエンジンの作動を制御するためのものであり、マ
イクロコンピュータシステムとして構成される。制御回
路４４はマイクロプロセシングユニット（ＭＰＵ）４６
、メモリ４８、入力ポート５０、出力ポート５２、及び
これらのユニットを接続するバス５４を基本的構成要素
とする。

入力ポート５０には種々のエンジン運転条件センサが接
続され、エンジン運転条件信号がマイクロコンピュータ
に印加される。吸気管圧力センサ５６はサージタンク１
４に設置され、吸気管圧力（絶対圧）に応じた信号ＰＭ
を得る。スロットルセンサ５８はスロットル弁１２の回
転軸に設置され、スロットル弁開度に応じた信号ＴＨを
得ることができる。ディストリビュータ３６にクランク
角センサ６０，６２が設置され、第１のクランク角セン
サ６０はディストリビュータ軸３６ａ上の検知片６４と
協動し、クランク軸の７２００回転（エンジン１サイク
ル）毎にパルス信号Ｇを出し、基準信号となる。一方、
第２のクランク角センサ６２は第２の検知片６６と協動
し、クランク軸の、例えば３０″毎にパルス信号Ｎｅを
出し、エンジン回転数を知ることができる。

出力ポート５２は点火装置４０のイグナイタに接続され
、またその他のエンジン制御装置、例えばインジェクタ
１３に接続される。

以下、制御回路４４の作動をフローチャートによって説
明する。第３図は点火時期演算ルーチンであり、これか
ら点火を行うべき気筒の圧縮上死点から所定角度手前の
クランク角度をクランク角センサ６０．６２によって検
知することにより実行開始される。ステップ８０では吸
気管圧力センサ５６によって実測される吸気管圧力ＰＭ
より基本点火時期θ１ｌＡｓＥの演算が実行される。メ
モリ４８内には吸気管圧力ＰＭとθｍＡ！Ｅとのデータ
マツプがあり、補間演算が実行される。ステップ８２で
は、エンジン回転数補正係数ＫＮｅの演算が実行される
。この補正係数はエンジン回転数の低いときに点火時期
が遅角されるように補正するもので、高回転側では補正
が行われない。クランク角センサ６２からの３０″毎の
パルス信号のパルス間隔により知ることができる実測回
転数よりＫＮ、の補間演算が実行される。尚、吸気管圧
力に応じて決まる基本点火時期をエンジン回転数により
補正する代わりに、吸気管圧力ＰＭとエンジン回転数Ｎ
ｅとの組合せに対する点火時期の二次元マツプを記憶し
ておき、ＰＭとＮｅとの実測値よりマツプ演算をするこ
ともできる。この方法は従来主として行われている方法
である。

ステ・ンプ８４ではスロットル開度補正係数ＫＴＨの演
算が実行される。この補正係数はスロットル弁１２の開
度の大きい運転時に点火時期を遅角方向に修正するもの
である。即ち、点火時期は基本的には吸気管圧力等の負
荷因子とエンジン回転数とによって基本的には決まるが
、過渡的な運転条件では圧力センサの応答遅れによって
吸気管圧力とエンジン回転数とだけでは要求点火時期に
設定することができない。即ち、過渡的な運転条件では
実際の筒内の圧力と吸気管圧力とが食い違い、吸気管圧
力によって点火時期を制御するのではエンジンが要求す
る点火時期を得ることができない。

そこで、この発明ではスロットル弁開度により点火時期
の修正を行うものである。

ステップ８６では点火時期θが、基本点火時期θＢＡＯ
にエンジン回転数補正係数に、ｌ＃及びスロットル開度
補正係数ＫＴＨを乗算することにより演算される。ステ
ップ８８では点火信号の立ち上がり時刻ｔ１の演算が実
行される。ステップ９０では時刻ｔ１が図示しないコン
ベアレジスタにセットされる。ステップ９２ではフラグ
のセットが行われる。このフラグはＭＰＵ４６の割り込
みルーチンを許可すると共に、出力ポート５２からイン
ジェクタ１３への図示しないゲートをイネーブルとし時
刻一致信号が出たときインジェクタの作動を許可するも
のである。

コンベアレジスタの双方の入力が一致すると、即ち時刻
【、が到来すると第４図の時刻一致割り込みルーチンが
実行開始される。ステップ９４では点火信号の立ち下が
り時刻ｔ２の演算が実行される。ステップ９６ではｔ２
がコンベアレジスタにセットされ、ステップ９８ではフ
ラグかりセットされる。そのため、コンベアレジスタの
双方の入力が一致するとき、即ち時刻ｔ２の到来時割り
込みルーチンは起動されず、かつインジェクタ１３の作
動が禁止される。第５図は点火作動がどのようなタイミ
ングで実行されるかを説明している。即ち、点火信号は
時刻ｔ１とｔ２との間でＨｉｇｈになり、Ｌｏ−への切
り替わりの瞬間に逆起電力によって点火コイルに高圧電
流が発生し、この時点が吸気管圧力ＰＭ及び回転数Ｎｅ
で決まる点火時期を、スロットル弁開度ＴＨに応じて修
正された点火時期θとなっている。

第６図はこの発明における点火時期がどのように変化す
るかを説明するタイミング図である。ｔの時点でスロッ
トル弁を踏み込み、加速運転を開始したとすると圧力セ
ンサ５６によって検出される吸気管圧力ＰＭの値は（ロ
）の実線のように変化する。一方、筒内圧力は一点鎖線
のようにセンサ実測値より立ち上がりが速い。スロット
ル弁の踏み込みによりスロットル弁開度補正係数にア、
１は１．０より小さい値となる。最終点火時期θは第６
図（ハ）の実線に示すように補正係数の分だけステップ
的に減少し、それからθＩＩＡ！！に準じて徐々に減少
する。過渡運転時に吸気管圧力と筒内圧力とが食い違っ
てもスロットル弁開度補正の採用によって点火時期をエ
ンジンの要求に適合して修正することができる。従来は
、スロットル弁開度補正を行わないことから（ニ）の２
点鎖線のように変化するため要求点火時期から外れる問
題点があったが、この発明はこれを解決するものである
。

〔効　果〕

この発明によれば、吸気管圧力等の負荷因子や、回転数
因子により決まる点火時期をスロットル弁開度に応じて
補正することにより過渡的な運転時における点火時期を
エンジンの要求値に適合させることができる。

また実施例のように圧力のみのθ８Ａ３．のマツプを設
けることでターボチャージャ付き内燃機関における点火
時期の適合が容易になる。即ち、ターボチャージャ付き
内燃機関では吸気管圧力を一定保持することは困難であ
るため、従来のような吸気管圧力と回転数のマツプでは
点火時期を最適に合わせるのは困難があった。これに対
し、この発明では吸気管圧力のマツプであるため、吸気
管圧力が安定している条件において基本点火時期を決定
し、それから回転数を合わせ、補正係数によって最適点
火時期に適合すればよいことから適合が容易になる。

また、過給圧が変動しても最適点火時期を得ることがで
きるため、ノッキングに対する余裕が小さくてすみ、燃
料消費率を向上し、出力を上げることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の構成図。 第２図はこの発明の実施例の全体図。 第３図及び第４図は制御回路の作動を説明するフローチ
ャート図。 第５図は点火信号がどのように得られるかを説明する図
。 第６図はこの発明の詳細な説明するタイミング図。 １０・・・エンジン本体 １５・・・吸気管 １８・・・ターボチャージャ ３６・・・ディストリビュータ ４０・・・点火装置 ４２・・・点火栓 ４４・・・制御回路 ５６・・・吸気管圧力センサ ５８・・・スロットルセンサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内燃機関において、機関回転数及び負荷を含む基本的運
   転条件より点火時期を演算する手段と、機関の吸気管に
   設置されるスロットル弁の開度を検出する手段と、点火
   時期演算手段により演算される点火時期をスロットル弁
   開度検出手段により検出されるスロットル弁の開度に応
   じて修正する手段と、修正された点火時期で点火栓電極
   を駆動する駆動手段とより成る内燃機関の点火時期制御
   装置。