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JPH0740691Y2 - エンジンの点火時期制御装置 - Google Patents

エンジンの点火時期制御装置

Info

Publication number
JPH0740691Y2
JPH0740691Y2 JP6915988U JP6915988U JPH0740691Y2 JP H0740691 Y2 JPH0740691 Y2 JP H0740691Y2 JP 6915988 U JP6915988 U JP 6915988U JP 6915988 U JP6915988 U JP 6915988U JP H0740691 Y2 JPH0740691 Y2 JP H0740691Y2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
engine
ignition timing
sensor
amount
calculating
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP6915988U
Other languages
English (en)
Other versions
JPH01173469U (ja
Inventor
佳久 川村
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.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP6915988U priority Critical patent/JPH0740691Y2/ja
Publication of JPH01173469U publication Critical patent/JPH01173469U/ja
Application granted granted Critical
Publication of JPH0740691Y2 publication Critical patent/JPH0740691Y2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この考案は、エンジンの点火時期制御装置に関する。
(従来の技術) 燃費向上の観点より最大の軸トルクを発生するのに必要
な最小点火進角値(いわゆるMBT)となるように点火時
期を制御する(このような点火時期のMBTへの制御を以
下「MBT制御」と称す。)ようにした装置が各種提案さ
れている(特開昭59-18266号、同58-72643号,同59-120
779号公報参照)。
これは、筒内燃焼圧力がピーク(最大値)をとるクラン
ク角位置(Θpeak)が、圧縮上死点後一定のクランク角
位置(10〜20°CAの範囲)にくるように点火時期を設定
した場合にそのエンジンの発生トルクが最大となるの
で、この位置を目標値(Θ0)としてフィードバック制
御を行うものである。
具体的には、エンジン負荷をエンジン回転数の検出値に
応じて、基本点火時期(ADV0)がメモリから読み出さ
れ、実際のクランク角位置がこの基本点火時期と一致し
たときに点火コイルの一次電流を遮断する信号が点火装
置へと出力される。この場合、ADV0はほぼMBTが得られ
るように付与されているが、実際にΘpeakを検出してみ
てΘ0との間にずれを生じているようであれば、そのず
れ(偏差)に基づく点火時期のフィードバック量(FB)
にて基本点火時期を補正する。たとえば、ΘpeakがΘ0
より遅角側あるいは進角側のいずれにあってもΘ0に引
き戻すべく基本点火時期がFBだけ進角あるいは遅角補正
されることになる。そして、この補正にてΘpeakがΘ0
と一致するとMBT制御が終了する。
(考案が解決しようとする課題) ところで、車載エンジンについては、運転フィーリング
等乗員の快適性にかかわる因子に車内騒音があり、この
車内騒音は低車速域ではエンジン騒音(エンジン各部の
運動に伴う機械騒音や燃焼室内のガス圧力の変動に伴う
燃焼騒音等)が主要因であることが知られている。これ
は、高速運転時にはロードノイズや風切り音などの騒音
が車内騒音を支配するのに対し、低車速域ではこれらの
低下に伴って、相対的にエンジン騒音が高くなるからで
ある。ここに、MBT制御は、燃焼状態を良くするように
行う制御であるともいえることがら燃焼騒音もかなり高
いものがある。このため、車室内での快適性が低車速域
にも保たれるようにするには低車速域において燃焼騒音
を抑える必要がある。
また、市街地走行において法規制の対象ともなっている
車外騒音について、大きな問題となるのは特に加速時の
騒音であり、これに対してはエンジン騒音が殆んどを占
める。このため、市街地での加速時にも燃焼騒音を抑え
ることが必要となる。
この考案は、このような従来の課題に着目してなされた
もので、低車速域と市街地での加速時にMBT制御の目標
値を遅角補正するとともに、エンジン冷間時にはこの遅
角補正量を減量するようにした点火時期制御装置を提供
することを目的としている。
(課題を解決するための手段) この考案は、第1図に示すように、エンジン負荷(たと
えば吸入空気量Qa)とエンジン回転数(Ne)をそれぞれ
検出するセンサ1,2と、これらの検出値に応じて基本点
火時期(ADV0)を算出する手段3と、圧縮上死点後の一
定のクランク角位置を目標値(Θ0)として設定する手
段4と、エンジンの筒内燃焼圧力に相関するパラメータ
を検出するセンサ(図では筒内圧そのものを検出するセ
ンサを示す)5と、このセンサ5からの信号に基づいて
筒内燃焼圧力がピークをとるクランク角位置(Θpeak)
を計測する手段と、このピーククランク角位置(Θpea
k)と前記目標値(Θ0)との偏差を算出する手段7と、
この偏差に基づいて基本点火時期のフィードバック量
(FB)を算出する手段8と、このフィードバック量(F
B)にて前記基本点火時期(ADV0)を補正して出力すべ
き点火時期(ADV)を設定する手段9とを備えるエンジ
ンの点火時期制御装置において、車速(V)を検出する
センサ10と、この検出値に基づき低車速になるほど前記
目標値(Θ0)を遅角させる補正量を車速に応じて連続
的に変化する量(たとえばV0−V、V0は定数)として算
出する手段11と、加速代表点で最も遅角されるように前
記目標値(Θ0)を遅角させる補正量(k21)を前記エン
ジン負荷と回転数に応じて連続的に変化する量として算
出する手段12と、これら遅角補正量にて前記目標値(Θ
0)を変更する手段13と、エンジン温度(たとえば冷却
水温度Tw)を検出するセンサ14と、この検出値に基づき
低温になるほど前記遅角補正量(V0−Vまたはk21)を
大きく減量させる値(k22)を算出する手段15と、この
減量値(k22)にて前記遅角補正量(V0−Vまたはk21
を修正する手段16とを設けた。なお、同図には加速時に
関する遅角補正量(k21)を修正する場合を示す。
(作用) MBT制御に対して、その制御目標値(Θ0)を遅角する2
つの補正量(V0−Vとk21)のうち車速に関する遅角補
正量(V0−V)によれば、V0を下回る低車速域でV0
Vに応じてΘ0が遅角され、また加速時に関する遅角補
正量(k21)によれば、加速代表点でΘ0が最も大きく遅
角される。ここに、点火時期を遅角すると、燃焼圧力の
ピークが低下するため、燃焼騒音が小さくなる。
一方、遅角補正量の減量値(k22)によれば、エンジン
が冷えているほどΘ0の遅角側への補正量が小さくされ
る。ここに、エンジン冷間時はもともと燃焼状態が不安
定であるから、この場合にはエンジンを早く暖めること
のほうが優先される。
(実施例) 第2図は4気筒エンジンに適用したこの考案の一実施例
を示すシステム図で、21はエンジン、22は吸気通路、23
はアクセルペダルに連動する吸気絞り弁、24は各気筒の
吸気ポートに設けられた燃料噴射弁、25は点火プラグ、
26は排気通路、27は触媒である。
31は点火プラグ25の座金部に装着する座金型筒内圧セン
サで、このセンサ31からの信号はチャージアンプ(図示
せず)にて電圧値に変換された後コントロールユニット
41に入力される。ここでは、筒内圧そのものを検出する
ようにしているが、エンジンの筒内燃焼圧力に相関する
パラメータを検出するセンサであれば良い。
32は、クランク角の単位角度(たとえば1°)毎の信号
と所定角度(たとえば90°)毎の信号(基準信号)を発
生するクランク角センサで、単位角度信号からはコント
ロールユニット41内でエンジン回転数(Ne)が求めら
れ、基準位置信号からは圧縮上死点前の所定の時期(最
大点火進角値よりも前)に立ち上がる点火時期制御用の
基準信号が作られる。
33は絞り弁23上流の吸気通路に設けられ、吸入空気流量
(Qa)を検出するセンサ(たとえばフラップ式やホット
ワイヤ式のエアフローメータで、吸入空気流量はエンジ
ン負荷相当量とされる。ここに、吸入空気流量(Qa)と
エンジン回転数(Ne)が基本的な運転条件信号となる。
なお、吸入負圧や燃料噴射の基本パルス幅(Tp)もエン
ジン負荷相当量になり得る。
34がエンジン温度代表値としての冷却水温(Tw)を検出
するセンサ、35は排気中の酸素濃度を検出する酸素セン
サである。
36は車速(V)を検出するセンサで、Vは低車速域の判
定と車速に応じた点火時期の遅角補正量を算出するため
に使用される。
コントロールユニット41はCPU,ROM,RAM,I/O装置等から
なるマイクロコンピュータにて構成され、各検出信号
(QaとNeの運転条件信号と筒内圧信号)に基づき、第3
図に示す動作を行って、出力すべき点火進角値(ADV)
を演算し、これを点火パルスに変換して図示しない点火
装置に向け出力する。ここに、ADVとして圧縮上死点前
のクランク角位置を表す数値を採用すれば、クランク角
センサ32からの信号に基づいて実際のクランク角位置を
検出し、これがADVと一致した時点で点火コイルの1次
電流が遮断されるように点火パルスが作られる。コント
ロールユニット41は、第1図との関係では、センサ1,5,
10,14を除いた各手段(3,6〜9,11〜13,15,16)の機能を
備える。なお、各検出信号(QaとNeの運転条件信号と酸
素センサ35からの空燃比フィードバック信号)に基づい
て、出力すべき燃料噴射パルス幅(Ti)を演算し、これ
を噴射パルスに変換して燃料噴射弁24に向け出力するこ
とはいうまでもない。
第3図は、いわゆるMBT制御を行うルーチンで、まずス
テップ51,52では、筒内圧信号に基づいて計測されたピ
ーククランク角位置(Θpeak)と車速(V)を読み込
む。ここに、筒内圧信号からΘpeakを求める方法は公知
であるため、第3図では別途ルーチンで計算されたΘpe
akを読み込むだけの構成としている(ステップ51)。
ステップ53ではVと低車速域の境界を定める一定の基準
値(V0)を比較して、V≧V0であれば従来と同様のMBT
制御を行う(ステップ53〜56)。V≧V0であるような高
車速域での車内騒音については、エンジン騒音よりもロ
ードノイズや風切音が支配的になるため、点火時期の遅
角により燃焼騒音を低減しても、車内騒音を小さくする
効果は薄く、MBTを外すことにより却って燃費を悪くす
ることになるからである。
MBT制御では、点火レジスタに格納されるADVが基本点火
進角値(ADV0)とそのフィードバック量(FB)との和に
て構成、つまり ADV=ADV0+FB …(1) にて計算される(ステップ56)。ここに、ADV0は、運転
条件に拘わらず筒内燃焼圧力のピークが圧縮上死点後の
一定のクランク角位置(10〜20°CAの範囲にあり、目標
値Θ0として設定される)にくるように、エンジン負荷
と回転数に応じて予め設定される値であり、たとえばQa
とNeをパラメータとするマップ(ROMに格納されてい
る)を参照して求められる。ところが、ADV0により点火
を行っても実際のピーククランク角位置(Θpeak)と目
標値(Θ0)とは必ずしも一致しない。そこで、両者の
偏差(ΔΘ)に基づいて点火時期のフィードバック量
(FB)を計算することにより、クローズドループとする
のである。たとえば、比例動作によればFBがΔΘ(=Θ
peak−Θ0)に比例定数(あるいは比例ゲイン)Kpをか
けることにより、つまり FB=ΔΘ×Kp …(2) にて計算される(ステップ55)。
なお、式(1)については和算でなく積算方式とするこ
ともできるし、式(2)については他のフィードバック
制御動作(積分動作等)を行わせても構わない。
これに対してステップ53でV<V0であれば、基準値V0
下回る低車速域であると判断されるため、V≧V0の場合
よりも所定値(δ)だけ遅角したところに目標値を変更
させる。ここでは、MBT制御の目標値(Θ0)の値として
圧縮上死点前のクランク角を採用しているので、点火時
期を遅角側に変更するには目標値の値を小さく、つまり
新たなMBT制御の目標値をΘ0 *とすれば、 Θ0 *=Θ0−δ …(3) とすれば良い。
MBT制御の目標値を遅角側に変更する理由は、騒音との
関係に基づくものである。MBT制御自体は同じ燃料量な
ら最大のトルクが得られるようにとの観点からなされる
ものであるため、燃焼室内の混合気が良好に燃焼する結
果、それが大きな燃焼騒音を伴うものであることまでは
考慮されていない。このため、低車速域では、燃費は良
くなるものの車室内の快適性が犠牲にされ、あるいは市
街地での加速時には、良好燃焼に伴う燃焼騒音が車外騒
音を高くしていることも確かである。したがって、燃費
だけでなく騒音との関係までも含めて考慮する場合に
は、両者のバランスを図ることが必要となるのであり、
この例では燃焼騒音が相対的に顕著となる運転域では燃
費を少々犠牲にしても騒音を抑制することにより、全体
としての車両の商品性を高めようとするのである。
点火時期の遅角補正量(δ)はVと運転条件の検出値
(QaとNe)との関数として、 δ=k21×(V0−V) …(4) により求める。
ここで、車速については、V0からの偏差(V0−V)に応
じてδが大きくなるように、つまりV0を下回る低車速に
なればなるほどMBT制御の目標値を遅角側に変更するよ
うに設定する。これは、低車速になるほど車内騒音に占
める燃焼騒音の割合が相対的に大きくなるので、点火時
期を遅らせることにより燃焼圧力の急激な上昇をさせな
いようにして燃焼騒音を抑制するためである。したがっ
て、燃焼騒音が相対的に大きくなる車速がV0の値を定め
る場合の基準となる。
また、k21は加速時の点火時期の遅角補正量として導入
した値であり、市街地での加速時に最も点火時期が遅角
されるように設定する。たとえば、第4図にk21の内容
を示すと、加速代表点を選び、その運転点を最大値とし
てそれから離れるにつれ小さくなる値を、NeとQaの関数
として与える。k21の具体的数値は予め実験にて定め、
マップにしてROMに記憶させておき、そのときのQaとNe
に応じて読み出すものとする(ステップ57)。
一方、点火時期の遅角補正にて燃焼騒音は抑制されるも
のの、点火時期を遅角することは燃焼状態を悪くするも
のであるため、エンジン低温時などもともと燃焼状態の
悪い運転域にまで点火時期の遅角補正を行うと、エンジ
ン回転が不安定となる。そこで、遅角補正量を減量修正
する値としてk22を導入し、 δ={k21×(V0−V)}×k22 …(5) にてδを計算させるものとすれば、このk22には、エン
ジン温度が低温になるほど遅角補正量が大きく減量され
るように設定すれば良い。たとえば第5図に示すように
エンジン冷却水温(Tw)が低くなるほどk22を小さくす
る。k22もマップ参照にて求めるようにすることができ
る(ステップ57)。
これらの結果、低車速域(V<V0の場合)での偏差(Δ
Θ)は ΔΘ=Θpeak−Θ0 * =Θpeak−(Θ0−δ) =Θpeak −{Θ0−k21×k22×(V0−V)} …(6) となる(ステップ58)。
このようにMBT制御に対して、制御目標値を遅角する2
つの補正量(V0−Vとk21)を導入すると、このうち車
速に関する補正量(V0−V)によれば、V0を下回る低車
速域でV0−Vに応じてΘ0が遅角され、加速時に関する
補正量(k21)によれば、加速代表点でΘ0が最も大きく
遅角される。ここに、点火時期を遅角すると、燃焼圧力
のピークが低下するため、燃焼騒音が小さくなり、これ
にて低車速域の車内騒音や加速時の車外騒音が低減され
る。この場合、車速に関する補正量(V0−V)、加速時
に関する補正量(k21)はそれぞれ車速またはエンジン
運転条件に応じて連続的に変換するので、制御上オーバ
シュートを起こすようなことがなく、また点火時期が段
階的に変化することに原因するトルク変動を起こすよう
なこともないので、点火時期の遅角補正に関して運転性
が悪化するおそれがなく、低車速域から確実に騒音低減
効果が得られる。
一方、遅角補正量の減量値(k22)によれば、エンジン
が冷えているほどΘ0の遅角側への補正量が小さくされ
る。ここに、エンジン冷間時はもともと燃焼状態が不安
定であるから、この場合にはエンジンを早く暖めること
のほうが優先されることになる。つまり、エンジン回転
が不安定にならない範囲で燃焼騒音を低減されるのであ
る。
なお、MBT制御は、Θpeakが点火時期を固定してもある
分布をもって変化するので、所定周期にわたって検出し
たΘpeakを平均化し、その平均値を実際値として採用す
るものなどバラエティに富むが、Θ0を目標値としてフ
ィードバック制御系を構成するものである限り、この考
案を適用することができることはいうまでもない。
(考案の効果) この考案によれば、MBT制御装置において、車速を検出
するセンサと、この検出値に基づき低車速になるほどMB
T制御目標値を遅角させる補正量を車速に応じて連続的
に変化する量として算出する手段と、加速代表点で最も
遅角されるようにMBT制御目標値を遅角させる補正量を
前記エンジン負荷と回転数に応じて連続的に変化する量
として算出する手段と、これら遅角補正量にてMBT制御
目標値を変更する手段と、エンジン温度を検出するセン
サと、この検出値に基づき低温になるほど前記遅角補正
量を大きく減量させる値を算出する手段と、この減量値
にて前記遅角補正量を修正うる手段とを設けたので、ト
ルク変動による運転性の悪化やエンジン回転の不安定化
を生じない範囲で低車速域での快適性を向上させるとと
もに、市街地での加速時の車外騒音を確実に低減できる
という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの考案のクレーム対応図、第2図はこの考案
の一実施例を示すシステム図、第3図はこの実施例の制
御動作を説明するための流れ図、第4図と第5図はこの
実施例のk21とk22の内容を示す特性図である。 1……エンジン負荷センサ、2……エンジン回転数セン
サ、3……基本点火時期算出手段、4……目標値設定手
段、5……筒内圧センサ、6……ピーククランク角位置
計測手段、7……偏差算出手段、8……フィードバック
量算出手段、9……点火時期設定手段、10……車速セン
サ、11……遅角補正量算出手段、12……遅角補正量算出
手段、13……目標値変更手段、14……エンジン温度セン
サ、15……減量値算出手段、16……遅角補正量修正手
段、25……点火プラグ、31……筒内圧センサ、32……ク
ランク角センサ、33……吸入空気流量センサ、34……水
温センサ、36……車速センサ、41……コントロールユニ
ット。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】エンジン負荷とエンジン回転数をそれぞれ
    検出するセンサと、これらの検出値に応じて基本点火時
    期を算出する手段と、圧縮上死点後の一定のクランク角
    位置を目標値として設定する手段と、エンジンの筒内燃
    焼圧力に相関するパラメータを検出するセンサと、この
    センサからの信号に基づいて筒内燃焼圧力がピークをと
    るクランク角位置を計測する手段と、このピーククラン
    ク角位置と前記目標値との偏差を算出する手段と、この
    偏差に基づいて基本点火時期のフィードバック量を算出
    する手段と、このフィードバック量にて前記基本点火時
    期を補正して出力すべき点火時期を設定する手段とを備
    えるエンジンの点火時期制御装置において、車速を検出
    するセンサと、この検出値に基づき低車速になるほど前
    記目標値を遅角させる補正量を車速に応じて連続的に変
    化する量として算出する手段と、加速代表点で最も遅角
    されるように前記目標値を遅角させる補正量を前記エン
    ジン負荷と回転数に応じて連続的に変化する量として算
    出する手段と、これら遅角補正量にて前記目標値を変更
    する手段と、エンジン温度を検出するセンサと、この検
    出値に基づき低温になるほど前記遅角補正量を大きく減
    量させる値を算出する手段と、この減量値にて前記遅角
    補正量を修正する手段とを設けたことを特徴とするエン
    ジンの点火時期制御装置。
JP6915988U 1988-05-25 1988-05-25 エンジンの点火時期制御装置 Expired - Lifetime JPH0740691Y2 (ja)

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JPH01173469U JPH01173469U (ja) 1989-12-08
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