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JP2625933B2 - 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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JP2625933B2
JP2625933B2 JP18896588A JP18896588A JP2625933B2 JP 2625933 B2 JP2625933 B2 JP 2625933B2 JP 18896588 A JP18896588 A JP 18896588A JP 18896588 A JP18896588 A JP 18896588A JP 2625933 B2 JP2625933 B2 JP 2625933B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関の点火時期制御装置に係り、特に学
習機能があるノツキング制御システムを備えた内燃機関
の点火時期制御装置に関する。
〔従来の技術〕
従来より、気筒内エンドガスの自己着火に伴って発生
する気柱振動であるノツキングが発生したか否かを検出
して、ノツキングを制御するノツキング制御システムを
備えた点火時期制御装置が知られている。この点火時期
制御装置においては、各気筒点火後の所定クランク角度
範囲(例えば、10゜CA ATDC〜50゜CA ATDC)における機
関振動のピーク値aと、ノツキングによらない機関振動
のレベル(バツクグラウンドレベル)bに定数kを乗算
して求めた判定レベルkbと、を比較してノツキングが発
生したか否かを判定するようにしている。そして、ノツ
キングが発生したとき大きくなりかつノツキングが発生
しないとき小さくなるように演算される補正遅角量で基
本点火進角を補正することにより、ノツキングが発生し
たと判定されたときには点火時期を遅角し、所定時間の
間ノツキングの発生が判定されなかったときには点火時
期を進角させてノツキングが発生しない最大進角(ノツ
キング限界)に点火時期を制御するようにしている(例
えば、実開昭57−92074号公報、特開昭60−26172号公
報)。
上記の点火時期制御装置では、ノツキングの発生が判
定されない限り点火時期が遅角側に制御されないため、
運転状態がノツキングの発生し難い運転領域(点火時期
が進角側に制御されている領域)からノツキングの発生
し易い運転領域に移行したときに、初期の段階でノツキ
ングが発生することになり、これによって広範囲な燃料
オクタン価の変化や気象条件の変化に対応することがで
きなくなる。このため、特開昭55−78168号公報や特開
昭59−103945号公報には、学習機能を導入した点火時期
制御装置が開示されている。この学習機能を導入した点
火時期制御装置は、複数に区分された運転領域(学習領
域)毎に学習値を予め設定してその領域内においてノツ
キングが発生したときの補正遅角量の大きさに応じて更
新した学習値を記憶しておき、以後運転条件がその領域
に入ったときにこの学習値を用いて点火時期制御を行う
ものである。また、この学習制御に関連して、特開昭和
60−26172号公報には補正遅角量θkが大きいとき学習
値θKGを大きくすると共に補正遅角量θkが小さいとき
には学習値θKGを小さくすることが開示されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上記従来の技術では、補正遅角量の変
化が安定する学習領域内でのみ学習値を更新し、学習領
域外ではこの学習値を更新しないようにしているため、
使用燃料のオクタン価の低下(例えば、レギユラガソリ
ンを給油した直後)や気象条件の変化等によってノツキ
ングが発生し易い状態になっても、学習領域外で運転さ
れている限りは学習値が更新されず、また、学習領域外
では学習領域内で学習された学習値が用いられる。この
ため、学習領域外での加速時等には、補正遅角量と以前
に学習された学習値による補正のみが行われ、制御遅れ
が生じ、ノツキングが発生する、という問題がある。
本発明は上記問題点を解決すべく成されたもので、学
習領域外におけるノツキングが発生し易い状態での加速
時等にノツキングが発生しないようにした内燃機関の点
火時期制御装置を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために本発明は、第1図に示すよ
うに、ノツキングの発生を検出するためのノツキング検
出手段Aと、機関負荷と機関回転速度とから基本点火進
角を演算する基本点火進角演算手段Bと、ノツキングが
発生したとき点火時期を遅角しかつノツキングが発生し
ないとき点火時期を進角するための補正遅角量を演算す
る補正遅角量演算手段Cと、前記補正遅角量を演算する
補正遅角量演算手段Cと、前記補正遅角量を所定範囲内
の値にするための学習値を所定回転速度領域内では前記
補正遅角量の大きさに応じて増減更新すると共に前記所
定回転速度領域外では前記補正遅角量の大きさに応じて
点火時期を遅角する側への更新のみ行う学習手段Dと、
前記基本点火進角、前記補正遅角量および前記学習値に
基づいて点火時期を制御する制御手段Eと、を含んで構
成したものである。
〔作用〕
次に本発明の作用を第1図を参照して説明する。基本
点火進角演算手段Bは機関負荷と機関回転速度とに基づ
いて基本点火進角ABSEを演算する。補正遅角量演算手段
Cはノツキングの発生を検出するためのノツキング検出
手段Aの出力に基づいて、ノツキングが発生したとき点
火時期を遅角しかつノツキングが発生しないとき点火時
期を進角するための補正遅角量AKCSを演算する。学習手
段Dは、補正遅角量AKCSを所定範囲内の値にするための
学習値AKCSを所定回転速度領域内では補正遅角量AKCSの
大きさに応じて増減更新すると共に所定回転速度領域外
では補正遅角量AKCSの大きさに応じて点火時期を遅角す
る側への更新のみを行う。これによって、所定回転速度
領域内では補正遅角量AKCSが所定範囲内の値になるよう
に学習値AGKCSが増減更新されるが、所定回転速度領域
外では補正遅角量AKCSの大きさに応じて学習値AGKCSの
点火時期を遅角する側への更新のみが行われる。これに
よって、所定回転速度領域外においても点火時期を遅角
側に制御するための学習が行わえる。所定回転速度領域
外での点火時期を進角側に制御するための学習は、プレ
イグニツシヨン等の危険を伴うため、補正遅角量の変化
が大きい所定回転速度領域外では行われないようにして
いる。そして、制御手段Eは基本点火進角ABSE、補正遅
角量AKCSおよび学習値AGKCSに基づいて点火時期を制御
する。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、補正遅角量の変
化が安定していない所定回転速度領域外において点火時
期を遅角側に制御するための学習のみを行うようにして
いるため、プレイグニツシヨン等の危険を伴うことなく
ノツキングが発生しないように学習値を更新することが
でき、これによって軽負荷運転領域からの加速時等にお
けるノツキングの発生を防止することができる、という
効果が得られる。
〔実施例〕
以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。第2図には、本発明が適用可能な点火時期制御装置
を備えた内燃機関(エンジン)の一例が示されている。
4サイクル6気筒ガソリン機関10のデイストリビユータ
14には、デイストリビユータシヤフトに固定されたシグ
ナルロータとデイストリビユータハウジングに固定され
たピツクアツプとで各々構成された気筒判別センサ16及
び回転角センサ18が取付けられている。気筒判別センサ
16は、デイストリビユータシヤフトが1回転する毎、す
なわちクランク軸が2回転する毎(720゜CA毎)に1つ
のパルスを発生する。このパルスの発生位置は、例えば
第1気筒の上死点(TDC)である。回転角センサ18はデ
イストリビユータシヤフトが1回転する毎に例えば24個
のパルス、従って30゜CA毎に1つのパルスを発生する。
気筒判別センサ16及び回転角センサ18は、マイクロコン
ピユータ等で構成された制御回路20に接続され、各セン
サで発生された電気信号が制御回路20に入力されてい
る。また、制御回路20には、吸気通路22のスロツトル弁
25上流側に取付けられかつ吸気温センサを備えたエアフ
ローメータ24からの吸入空気量信号が入力されている。
なお、図示を省略したが吸気温信号も入力される。機関
10のシリンダブロツクには、機関振動を検出する磁歪素
子等で構成されたノツキングセンサ12が取付けられてお
り、このノツキングセンサ12から出力された電気信号が
制御回路20に入力されている。スロツトル弁25の下流側
にはサージタンク11が配置されており、このサージタン
ク11はインテークマニホールドを介してエンジンの燃焼
室に連通されている。エンジンの燃焼室は、エキゾース
トマニホールドを介して三元触媒を充填した触媒装置
(図示せず)に連通されている。このエキゾースマニホ
ールドには、排ガス中の残留酸素濃度を検出して理論空
燃比に対応する値を境に反転した信号を出力するO2セン
サ32が取付けられている。また、シリンダブロツクを貫
通してウオータジヤケツト内に突出するよう機関冷却水
温を検出する水温センサ30が取付けられている。一方、
制御回路20からは、イグナイタ26に点火信号が出力さ
れ、イグナイタ26によって形成された高電圧はデイスト
リビユータ14によって分配され、各気筒毎に取付けられ
た点火プラグ28に順に供給される。また、制御回路20は
演算された燃料噴射時間に相当する時間燃料噴射弁29を
開弁して燃料噴射量を制御するように接続されている。
なお、IGはイグニツシヨンスイツチである。
マイクロコンピユータを含んで構成された制御回路20
は、第3図に示すように、電源でバツクアツプされたバ
ツクアツプRAMを備えたランダムアクセスメモリ(RAM)
58、リードオンリメモリ(ROM)60、マイクロプロセツ
シングユニツト(MPU)62、第1の入出力ポート64、第
2の入出力ポート66、第1の出力ポート68、第2の出力
ポート70及びこれらを接続するデータバスやコントロー
ルバス等のバス72を備えている。第1の入出力ポート64
は、アナログ−デジタル(A/D)変換器74、マルチプレ
クサ76及びバツフア78Aを介してエアフロメータ24に接
続されると共にバツフア78Bを介して機関温度を代表す
る機関冷却水温を検出するための水温センサ30に接続さ
れ、また図示しないバツフアを介して吸気温センサ等に
接続されている。また、第1の入出力ポート64は、A/D
変換器74及びマルチプレクサ76に制御信号を供給するよ
う接続されている。上記第2の入出力ポート66には、波
形整形回路80を介して気筒判別センサ16及び回転角セン
サ18が接続されると共に、入力回路82を介してノツキン
グセンサ12が接続され、またコンパレータ84を介してO2
センサ32が接続されている。更に、入力ポート66にはイ
グニツシヨンスイツチIGが接続されている。
上記入力回路82は、第4図に示すように、一端がノツ
キングセンサ12に接続されたノツクゲート回路82Aとピ
ークホールド回路82Bとから成る直列回路と、この直列
回路に対して並列に接続された積分回路82Eと、直列回
路及び積分回路82Eに接続されたマルチプレクサ82Cと、
マルチプレクサ82Cに接続されたA/D変換器82Dとから構
成されている。そしてノツクゲート回路82A、マルチプ
レクサ82C及びA/D変換器82Dは、第2の入出力ポート66
からの制御信号によって制御されるように接続されてい
る。
上記第1の出力ポート68は駆動回路86を介してイグナ
イタ26に接続され、第2の出力ポート70は駆動回路88を
介して燃料噴射弁29に接続されている。なお、90はクロ
ツク、92はタイマである。上記ROM60には、以下で説明
する制御ルーチンのプログラム、MBTが得られるように
定められた基本点火進角のテーブル、遅角量上下限値等
が予め記憶されている。
第5図は所定クランク角度(例えば、90゜CA BTDC
毎)に実行される点火時期演算ルーチンを示すものであ
る。まず、ステツプ100において吸入空気量Qおよび機
関回転速度NEを取込み、ステツプ102において機関負荷
を表わす機関1回転当りの吸入空気量Q/NEと機関回転速
度NEとに基づいてROMに記憶されているテーブルから補
間法により基本点火進角ABSEを演算する。次のステツプ
104では、ROMに記憶されている遅角量上限値AKCSmax
よび遅角量下限値AKCSminを読込む。この遅角量上限値A
KCSmaxは点火時期をこれ以上遅角しても効果のない最大
遅角量である。また、遅角量下限値AKCSminはレギユラ
ガソリンを使用したときの機関回転速度と機関負荷とに
応じたノツキング限界より僅かに(例えば、1〜3゜CA
程度)点火時期を遅角させるための遅角量である。次の
ステツプ106では以下の(1)、(2)式に従って遅角
量上限値AKCSmaxおよび遅角量下限値AKCSminを補正した
補正遅角量上限値tAKCSmaxおよび補正遅角量下限値tAKC
Sminを演算する。
tAKCSmax=AKCSmax−AGKSC ……(1) tAKCSmin=AKCSmin−AGKCS ……(2) ただし、AGKCSは後述する学習値である。
この学習値AGKCSの初期値は0であるため初期の段階
ではtAKCSmax=AKCSmax、tAKCSmin=AKCSminであるが、
機関が学習領域内で運転された後は、学習が行われるた
め上記(1)、(2)式に用いられる学習値AGKCSは前
回最後に学習された値である。
次のステツプ108では補正遅角量下限値tAKCSminが負
か否かを判断し、負の場合にはステツプ110において補
正遅角量下限値tAKCSminを0にする。これは、補正遅角
量下限値tAKCSminが負の場合には、後述するステツプ11
2の補正によって点火時期がMBTより進角されてトルクが
低下するためである。次のステツプ112では基本点火進
角ABSEから補正遅角量下限値tAKCSminを減算して基本点
火進角ABSEの補正を行う。次のステツプ114では、ノツ
キングが発生したとき点火時期を遅角しかつノツキング
が発生しないとき点火時期を進角する補正遅角量AKSCの
演算を行う。そして、ステツプ116において補正遅角量A
KCSが補正遅角上限値tAKCSmaxと補正遅角量下限値tAKCS
minとで定まる範囲を越えないように制限する。次のス
テツプ118では学習値AGKCSの更新を行い、ステツプ120
において点火進角θの演算を行う。この点火進角θは次
の(3)式のようになる。
θ=ABSE−AKCSmin+ AGKCSP−AKCS+F(θ) ……(3) ただし、F(θ)は機関冷却水温や吸気温に応じて定
まる補正量である。
次に第6図を参照して上記ステツプ114の補正遅角量A
KCSの更新を詳細に説明する。ステツプ130では従来技術
と同様にピーク値aと判定レベルkbとを比較することに
よりノツキングが発生したか否かを判断する。ノツキン
グが発生したと判断されたときにはステツプ132におい
て補正遅角量AKCSを所定値α大きくした後ステツプ134
においてカウント値Cをリセツトする。一方、ステツプ
130でノツキングが発生していないと判断されたときに
は、ステツプ136においてカウント値Cに基づいて所定
時間(例えば、0.4sec)以上経過したか否かを判断し、
肯定判断されたときにはステツプ138において補正遅角
量AKCSを所定値β小さくした後ステツプ140においてカ
ウント値Cをリセツトする。補正遅角量AKCSは、ノツキ
ングが発生したとき大きくされかつノツキングが発生し
ないとき小さくされるため、上記(3)式に適用された
ときにノツキングが発生したとき点火時期を遅角しかつ
ノツキングが発生しないとき点火時期を進角するように
なる。
次に第7図を参照して上記ステツプ118の学習値AGKCS
の更新について詳細に説明する。ステツプ140では補正
遅角量上限値tAKCSmaxが所定値Z以上になっているか否
かを判断することにより学習条件が成立しているか否か
を判断する。学習条件が成立していないと判断されたと
きには、ステツプ142においてレジスタtAGKCSの値を0
にした後ステツプ160へ進む。ステツプ140で学習条件が
成立していると判断されたときには、ステツプ144にお
いてエンジン回転速度NEがb≦NE≦cの条件を満たして
いるか否かを判断することにより学習値を増減すること
が可能な領域か否かを判断する。学習値を増減すること
が可能な領域であるときには、ステツプ146において補
正遅角量AKCSが第1の所定値(例えば、3゜CA)を越え
ているか否かを判断すると共に、ステツプ148において
補正遅角量AKCSが第1の所定値より大きい第2の所定値
(例えば、5゜CA)を越えているか否かを判断する。AK
CS≦第1の所定値のときは、ステツプ150において学習
値AGKCSを所定値d大きくした値をレジスタtAGKCSに設
定する。AKCS>第2の所定値のときは、ステツプ152に
おいて学習値AGKCSから所定値eを減算した値をレジス
タtAGKCSに設定する。第1の所定値<AKCS≦第2の所定
値のときはステツプ154において学習値AGKCSを増減する
ことなくレジスタtAGKCSに設定する。
ステツプ144において学習値を増減可能な領域でない
と判断されたときには、ステツプ156において補正遅角
量AKCSが第2の所定値を越えているか否かを判断し、越
えていると判断されたときにはステツプ158において学
習値AGKCSから所定値eを減算した値をレジスタtAGKCS
に設定する。一方、補正遅角量AKCSが第2の所定値以下
のときにはステツプ154に進んで学習値の更新を行わな
いようにする。そしてステツプ160においてレジスタtAG
KCSに記憶された値を学習値AGKCSとする。
以上の結果学習値の増減が可能な領域ならば補正遅角
量AKCSの大きさに応じて学習値を増減する更新が行わ
れ、学習値の増減が可能でない領域のときには学習値を
減少させる更新のみが行われる。この学習値AGKCSは、
補正遅角量AKCSと共に上記(3)式に適用されるため、
補正遅角量AKCSが第1の所定値と第2の所定値との間の
値になるように更新されることになる。また、学習値AG
KCSは上記(1)、(2)式に適用されて補正遅角量AKC
Sを制限するための上下限値を変更するため、この上下
限値は学習値の大きさに大じて変化することになる。
第8図は上記のように制御したときの学習値の増減が
可能な領域と可能でない領域との境界附近における上記
実施例と従来例との補正遅角量AKCSおよび学習値AGKCS
等の変化を示すものである。第8図において実線は本実
施例の変化を示し、破線は従来例の変化を示す。第9図
は軽負荷運転領域において燃料の性状の変化等によって
ノツキングが発生し易くなった状態からの加速時におけ
る補正後の基本点火進角ABSEおよび補正遅角量AKCS等の
変化を示すものである。破線で示す従来例では学習値AG
KCSの更新が行われていないため補正遅角量AKCSが大き
く増加してノツキングが発生していることが理解できる
が、実線で示す実施例では点火時期を遅角側に制御する
ための学習が行われているため補正遅角量AKCSの変化は
小さくなっており、これによってノツキングを防止する
ことができる。
なお、上記では吸入空気量と機関回転速度とで基本点
火進角を定める機関について説明したが、本発明は吸気
管圧力と機関回転速度とで基本点火進角を定める機関に
も適用することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は特許請求の範囲に対応するブロツク図、第2図
は本発明が適用された点火時期制御装置を備えた内燃機
関の概略図、第3図は第2図の制御回路の詳細を示すブ
ロツク図、第4図は第3図の入力回路の詳細を示すブロ
ツク図、第5図は本実施例の点火時期演算ルーチンを示
す流れ図、第6図は第5図のステツプ114の詳細を示す
流れ図、第7図は第5図のステツプ118の詳細を示す流
れ図、第8図は学習値の増減が可能な領域の境界附近に
おける従来例と本実施例との補正遅角量等の変化を示す
線図 第9図は加速時における補正遅角量等の変化を示
す線図である。 12……ノツキングセンサ、 16……気筒判別センサ、 20……制御回路。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ノツキングの発生を検出するためのノツキ
    ング検出手段と、 機関負荷と機関回転速度とから基本点火進角を演算する
    基本点火進角演算手段と、 ノツキングが発生したとき点火時期を遅角しかつノツキ
    ングが発生しないとき点火時期を進角するための補正遅
    角量を演算する補正遅角量演算手段と、 前記補正遅角量を所定範囲内の値にするための学習値を
    所定回転速度領域内では前記補正遅角量の大きさに応じ
    て増減更新すると共に前記所定回転速度領域外では前記
    補正遅角量の大きさに応じて点火時期を遅角する側への
    更新のみ行う学習手段と、 前記基本点火進角、前記補正遅角量および前記学習値に
    基づいて点火時期を制御する制御手段と、 を含む内燃機関の点火時期制御装置。
JP18896588A 1988-07-28 1988-07-28 内燃機関の点火時期制御装置 Expired - Lifetime JP2625933B2 (ja)

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CN102285617B (zh) * 2011-07-29 2013-01-02 湖南汇一制药机械有限公司 一种内侧单刀式轧盖方法及其轧盖机构
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