JP2004197702A - Engine ignition timing control device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は火花点火式エンジンの点火時期制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
火花点火式エンジンの点火時期制御装置として、特許文献1に示されるようなものが知られている。点火時期制御は一般にエンジン回転数と冷却水温をパラメータとして制御されるが、前記従来技術では始動後の筒内温度変化を考慮して、水温に基づいて定めた基本点火時期を、初爆後の経過時間が増大するほど進角量が減少するように補正処理を行っている。これは筒内温度上昇に伴い最適点火時期が変化するにもかかわらず、冷却水温は筒内温度変化にすぐには追従しないため最適点火時期からのずれが生じるという不都合に対応するものである。
【0003】
【特許文献1】特開2001-82302号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来技術は始動の当初に冷却水温を用いて定めた基本進角値を初爆からの経過時間にしたがって補正しているため、再始動時には必ずしも適切な点火時期にならないという問題がある。すなわち、始動完爆直後のストールやエンジン停止操作後の再始動時など、冷却水温がそれほど上昇せず筒内温度のみが上昇した状態での再始動がなされた場合には、初期進角量が低水温で設定されるため筒内温度に対して過進角となってしまう。
【0005】
【発明の概要】
本発明では、エンジン冷却水温に基づいて始動時の点火時期を演算する。このとき、始動時の筒内温度が冷却水温に比較して大であるホットリスタート時には前記始動時の点火時期を遅角補正する。これにより、筒内温度が上昇しているにもかかわらず冷却水温の変化が少ないときの点火時期の過進角を回避して、適切な点火時期を設定することが可能となる。
【0006】
ホットリスタートは、冷却水温と筒内温度を直接検出することでも判定できるが、始動時の冷却水温が始動前の運転停止時の冷却水温よりも高く、かつ前回運転時の始動後の燃焼回数が所定の基準値以上であることを条件として判定することもできる。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。この実施形態は、始動クランキング時に気筒判定し、当該判定気筒あるいは気筒群の吸気行程あるいは排気行程に同期して燃料を噴射供給するようにしたシーケンシャル燃料噴射方式の多気筒エンジンを前提としている。
【0008】
図1は、本実施形態に係る4ストローク型ガソリンエンジンの概略構成を示している。図において、エンジン2の吸気管3には吸入空気量を検出するエアフローメータ4およびスロットルバルブ5が設けられ、気筒6付近の吸入ポート7には燃料噴射弁8が設けられている。燃料噴射弁8は、各気筒宛て設けられている。燃料噴射弁8には図示しない燃料供給系統により一定圧力で燃料が供給され、その開弁時間に応じた量の燃料を噴射するように構成されている。コントローラ1により演算される燃料噴射量は、前記燃料噴射弁8の開弁時間に相当する噴射パルス幅として算出される。
【0009】
9はクランクシャフト10の回転角度およびエンジン回転数を検出するためのクランク角センサであり、パルス状のPOS信号とREF信号を出力する。POS信号はクランクシャフト10の単位回転角度毎に、例えば1度周期で出力され、REF信号はクランクシャフト10の予め設定された基準位置で出力される。11はカムシャフト12の回転位置を検出するカム位置センサであり、カムシャフト12が予め設定された回転位置となったときにパルス状のPAHSE信号を出力する。13はイグニッションスイッチであり、そのスタータ接点のONに伴いコントローラ1は点火コイル14に所定のタイミングでイグニッション信号を供給すると共に図示しないスタータモータを駆動する。15はエンジン温度の代表値として冷却水温を検出する水温センサ、16は排気中の酸素濃度を検出する酸素センサである。
【0010】
コントローラ1はマイクロコンピュータおよびその周辺装置から構成され、運転状態信号として前記エアフローメータ4からの吸入空気量信号、クランク角センサ9からの回転数信号、水温センサ15からの水温信号、酸素センサ16からの酸素濃度信号等が入力し、これらに基づき燃料噴射量および点火制御量の演算を行う。
【0011】
図2は、前記コントローラ1の燃料噴射制御および点火制御に係る機能をブロック図として表したものである。クランキング判定部aでは、前記イグニッションスイッチ13からのスタータ信号およびイグニッション信号に基づき、クランキング開始を判定する。気筒判定部bでは、前記カム位置センサ11からのPHASE信号とクランク角センサ9からのPOS信号とにより、エンジン2のある気筒がどの行程にあるかの気筒判定を行う。回転数生成部cでは、前記POS信号またはREF信号の発生周期からエンジン回転数を算出する。噴射パルス幅演算部dでは、基本的な噴射パルス幅を吸入空気量と回転数によってテーブル検索等により決定し、これを水温信号や酸素濃度信号により補正して所期の空燃比で運転されるように噴射量指令値を決定する。駆動信号出力部eは前記噴射量指令値に基づいて燃料噴射弁8の駆動信号を出力する。噴射開始時期演算部fは、噴射終了時期管理で噴射を行う場合は、この噴射パルス幅とエンジン回転数から噴射開始時期を算出し、前記駆動信号出力部eによる燃料噴射弁8の駆動タイミングを管理する。点火信号演算部gは、回転数生成部cからのPOS信号またはREF信号による回転数を用いて点火時期と通電角を演算し、点火信号出力部hは、前記REF信号およびPOS信号を参照しながら、前記演算された点火時期および通電角に従って点火コイルに一次電流を出力する。
【0012】
次に、図3以下に示した流れ図に基づいて、まず前記構成下での始動時の燃料噴射制御について説明する。図3、4は、前記コントローラ1により周期的に実行される始動制御の処理ルーチンを表し、図5前記始動制御による点火時期等の状態を経時的に表したタイミング図である。流れ図中の符号Sは処理ステップを表している。
【0013】
図3において、まずステップ1にてイグニッションスイッチの状態を調べる。イグニッションスイッチがOFFのとき、またはONからOFFにされたときには、始動時点火時期の補正係数KCRADVを1に初期化して今回の処理を終了する。イグニッションスイッチがONのときはステップ2以下の始動時点火時期設定処理に移る。ステップ2では、始動時の基本点火時期の設定及びホットリスタート条件か否かの判定を図4に示した処理により実行する。
【0014】
図4において、ステップ1では始動時の冷却水温TWINTを読み込み、冷却水温に応じた基本点火時期をテーブル検索により設定する。前記テーブルは冷却水温に対して一般的な点火時期特性を付与するもので、水温が低いときほど点火時期が進角するように設定されている。次いで、ステップ2にてホットリスタートか否かの判定を行う。ここでいうホットリスタートとは、コールドスタート時に比較して冷却水温がほとんど上昇していないものの、ある程度の燃焼履歴により筒内温度が上昇している状態での再始動時である。この判定では、前回の運転がストールやエンジン停止操作等により停止されたときの冷却水温TWNKOと今回始動時のTWINTを比較し、TWINTがTWNKOよりも低いとき、または前回運転時の燃焼回数が基準値未満であるときには非ホットリスタートとし(ステップ3)、TWNKO≧TWINTかつ前回燃焼回数が基準値以上のときにはホットリスタートであると判定する(ステップ4)。燃焼回数は始動完爆後の点火信号の個数やエンジン回転数から算出し、コントローラに記憶しておく。燃焼回数の判定基準値は、例えば点火時期の補正が必要となるような筒内温度変化を生じる燃焼回数をエンジンに応じて予め調べておき、その結果をコントローラに記憶しておく。
【0015】
図3において、前記判定結果に応じて、非ホットリスタートであるときには、まずステップ6にて始動後の燃焼回数REFCNTSを基準値KCRADV1#と比較し、REFCNTS≧KCRADV1#のときは、以後100msが経過する毎に補正係数KCRADVから所定の微小変化量DKCRADV#を減じたものを新たにKCRADVとして更新した後、ステップ4の始動時点火時期TADVMを設定する処理に移る。前記KRADVの減少補正は所定の遅角補正値KCRADVIN#(ただし、1>KCRADVIN#≧0)を下限値として実行される。ステップ6にてREFCNTS<KCRADV1#のときはKCRADVの補正をせずにステップ4に移る。
【0016】
ステップ2にてホットリスタートと判定された場合には、ステップ3にて補正係数KCRADVに前記遅角補正値KCRADVIN#を代入したのちステップ4に移る。
【0017】
ステップ4では、水温テーブルから読み込んだ始動時基本点火時期に回転数補正と前記係数KCRADVによる補正を施して始動時点火時期TADVMを算出する。水温テーブルは既述したように低水温ほど進角する特性の基本点火時期を与える。回転数補正についても一般的な補正であり、回転上昇するほど基本点火時期を進角方向に補正する。
【0018】
補正係数KCRADVは、非ホットリスタート時は当初1のままであり、前記基本点火時期を回転数で補正した通常の点火時期設定により始動が行われるが、燃焼回数がREFCNTSを超えるとKCRADVが漸減するため筒内温度上昇に応じて点火時期が遅角方向に補正される。これによりコールドスタート時の始動後の筒内温度上昇に対応した適切な点火時期設定がなされる。これに対して、ホットリスタート時はKCRADVIN#により始動の当初から点火時期が遅角方向に補正される。これにより始動当初から筒内温度が高い状態においても適切な点火時期が得られる。このようにして、筒内温度状態にかかわらずトルク最高点で運転させることができる。なお、ホットスタート時すなわちエンジンが暖機完了して冷却水温が十分に上昇した状態での始動時には、前述したようなホットリスタート時の補正を行う必要はなく、冷却水温−基本点火時期のテーブルにより、始動の当初から筒内温度状態に対応した点火時期が得られる。
【0019】
図5に本制御のタイミングチャートを示す。図中の実線で示した点火時期特性は非ホットリスタート判定時を示しており、始動後に燃焼室内温度が上昇し要求点火時期が遅角化することに対応して、筒内温度の代替パラメータとして燃焼回数をカウントし、所定値以上となった場合は点火時期補正係数KCRADVを徐々に小さくして点火時期を遅らせてゆく。破線はホットリスタート判定時の特性であり、点火時期はKCRADVIN#によりあらかじめ基本点火時期よりも遅角化した設定値となる。なお図において符号IGN、StartSWは、それぞれイグニッションスイッチ、スタータスイッチであり、1はON状態、0はOFF状態を示している。
【0020】
前記本実施形態が前提とするエンジンのように、エミッション低減のために始動からシーケンシャル噴射を行い供給燃料量を適切にした場合には、前述のようにして点火時期も適切に設定することによりその効果を最大限に発揮させることができる。すなわち、空燃比がリッチであるほど要求点火時期は遅角するため、逆に進角することにより同一トルクに対しては空燃比をリーンとすることができ、つまりMBTで点火することができれば必要最小限の燃料で始動に必要なトルクを得ることができるからである。
【0021】
前記実施形態では、ホットリスタート判定を冷却水温変化と燃焼履歴から判定するようにしているが、エンジンコントロールユニットがエンジンストール中も通電されている場合には、ソーク時間タイマにより燃焼室内温度を推定することによってホットリスタート判定をすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るエンジンの概略構成図。
【図2】前記実施形態のコントローラの機能を表すブロック図。
【図3】前記コントローラにより実行される始動時点火時期制御の第1の流れ図。
【図4】前記コントローラにより実行される始動時点火時期制御の第2の流れ図。
【図5】前記始動時制御の通常水温制御時のタイミング図。
【符号の説明】
1 コントローラ
2 エンジン
3 吸気管
4 エアフローメータ
5 スロットルバルブ
6 気筒
7 吸入ポート
8 燃料噴射弁
9 クランク角センサ
10 クランクシャフト
11 カム位置センサ
12 カムシャフト
13 イグニッションスイッチ
14 点火コイル
15 水温センサ
16 酸素センサ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an ignition timing control device for a spark ignition type engine.
[0002]
[Prior art]
BACKGROUND ART As an ignition timing control device of a spark ignition type engine, there is known an ignition timing control device as shown in
[0003]
[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-82302
[Problems to be solved by the invention]
However, in the prior art, since the basic advance value determined using the cooling water temperature at the beginning of the start is corrected according to the elapsed time from the first explosion, there is a problem that an appropriate ignition timing is not necessarily obtained at the time of restart. . In other words, when the engine is restarted with only the in-cylinder temperature rising and the cooling water temperature not rising so much, such as when the engine stalls immediately after a complete explosion or when the engine is restarted, the initial advance amount is reduced. Since the water temperature is set at a low temperature, the cylinder temperature becomes excessively advanced.
[0005]
Summary of the Invention
In the present invention, the ignition timing at the time of starting is calculated based on the engine coolant temperature. At this time, at the time of hot restart in which the in-cylinder temperature at the start is higher than the cooling water temperature, the ignition timing at the start is retarded. This makes it possible to set an appropriate ignition timing while avoiding an over-advanced ignition timing when the change in the coolant temperature is small even though the in-cylinder temperature is rising.
[0006]
Hot restart can also be determined by directly detecting the cooling water temperature and the in-cylinder temperature.However, the cooling water temperature at the start is higher than the cooling water temperature at the time of shutdown before starting, and the number of combustions since the previous operation was started. May be determined as a condition that is greater than or equal to a predetermined reference value.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment is based on a sequential fuel injection type multi-cylinder engine in which a cylinder is determined at the time of start cranking and fuel is supplied in synchronization with an intake stroke or an exhaust stroke of the determined cylinder or cylinder group.
[0008]
FIG. 1 shows a schematic configuration of a four-stroke gasoline engine according to the present embodiment. In the figure, an
[0009]
Reference numeral 9 denotes a crank angle sensor for detecting the rotation angle of the
[0010]
The
[0011]
FIG. 2 is a block diagram showing functions of the
[0012]
Next, based on the flowcharts shown in FIG. 3 and thereafter, the fuel injection control at the time of starting under the above-described configuration will be described first. 3 and 4 show a processing routine of the start control periodically executed by the
[0013]
In FIG. 3, first, in
[0014]
In FIG. 4, in
[0015]
In FIG. 3, according to the determination result, when it is a non-hot restart, first, in step 6, the number of combustions REFCNTS after the start is compared with a reference value KCRADV1 #, and when REFCNTS ≧ KCRADV1 #, 100 ms thereafter. After each elapse, a value obtained by subtracting a predetermined small change amount DKCRADV # from the correction coefficient KCRADV is newly updated as KCRADV, and then the process proceeds to step 4 in which the starting ignition timing TADVM is set. The KRADV reduction correction is executed with a predetermined retard correction value KCRADVIN # (where 1> KCRADVIN # ≧ 0) as a lower limit value. If REFCNTS <KCRADV1 # in step 6, the process proceeds to step 4 without correcting KCRADV.
[0016]
If it is determined in
[0017]
In
[0018]
The correction coefficient KCRADV is initially set to 1 at the time of non-hot restart, and the starting is performed by the normal ignition timing setting in which the basic ignition timing is corrected by the number of revolutions. Therefore, the ignition timing is corrected in the retard direction in accordance with the rise in the cylinder temperature. As a result, an appropriate ignition timing is set in accordance with the in-cylinder temperature rise after the start at the cold start. On the other hand, at the time of hot restart, the ignition timing is corrected in the retard direction from the beginning of the start by KCRADVIN #. As a result, an appropriate ignition timing can be obtained even when the in-cylinder temperature is high from the start. In this way, operation can be performed at the highest torque point regardless of the in-cylinder temperature state. At the time of a hot start, that is, at the time of starting in a state where the engine has been completely warmed up and the cooling water temperature has sufficiently risen, it is not necessary to perform the correction at the time of the hot restart as described above. Thus, the ignition timing corresponding to the in-cylinder temperature state can be obtained from the beginning of the start.
[0019]
FIG. 5 shows a timing chart of this control. The ignition timing characteristic indicated by the solid line in the figure indicates the time of non-hot restart determination.In response to the fact that the temperature in the combustion chamber increases after starting and the required ignition timing is retarded, an alternative parameter of the in-cylinder temperature is used. The ignition timing is delayed by gradually decreasing the ignition timing correction coefficient KCRADV when the number of combustion exceeds a predetermined value. The dashed line is a characteristic at the time of hot restart determination, and the ignition timing is a set value that is previously retarded from the basic ignition timing by KCRADVIN #. In the drawing, reference numerals IGN and StartSW are an ignition switch and a starter switch, respectively, 1 indicates an ON state, and 0 indicates an OFF state.
[0020]
As in the case of the engine assumed in the present embodiment, when the sequential fuel injection is performed from the start to reduce the emission and the supply fuel amount is adjusted appropriately, the ignition timing is appropriately set as described above. The effect can be maximized. In other words, the richer the air-fuel ratio is, the more the required ignition timing is retarded, and conversely, by advancing it, the air-fuel ratio can be made lean for the same torque. This is because torque required for starting can be obtained with a minimum amount of fuel.
[0021]
In the above embodiment, the hot restart determination is made based on the change in the cooling water temperature and the combustion history. By doing so, it is possible to make a hot restart determination.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an engine according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating functions of a controller according to the embodiment.
FIG. 3 is a first flowchart of a starting ignition timing control executed by the controller.
FIG. 4 is a second flowchart of the starting ignition timing control executed by the controller.
FIG. 5 is a timing chart at the time of normal water temperature control of the starting control.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記点火時期演算手段を、始動時の筒内温度が冷却水温に比較して大であるホットリスタート時には前記始動時の点火時期を遅角補正するように構成したことを特徴とするエンジンの点火時期制御装置。In a spark ignition type engine having an ignition timing calculating means for calculating an ignition timing at the time of starting based on an engine coolant temperature,
The ignition timing calculating means is configured to delay-correct the ignition timing at the time of the start at the time of a hot restart in which the in-cylinder temperature at the time of the start is higher than the coolant temperature. Timing control device.
前記点火時期演算手段には、始動時の点火時期を補正する係数KCRADVを備えた補正演算式を設定し、前記KCRADVは、始動時の筒内温度が冷却水温に比較して大であるホットリスタート時には非ホットリスタート時よりも前記始動時の点火時期を遅角方向に補正するように設定したことを特徴とするエンジンの点火時期制御装置。In a spark ignition type engine having an ignition timing calculating means for calculating an ignition timing at the time of starting based on an engine coolant temperature,
In the ignition timing calculation means, a correction calculation expression having a coefficient KCRADV for correcting the ignition timing at the time of starting is set, and the KCRADV is a hot spring in which the in-cylinder temperature at startup is higher than the cooling water temperature. An ignition timing control device for an engine, wherein the ignition timing at the start is corrected in the retard direction at the time of starting compared with the time of non-hot restart.
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US10273929B2 (en) | 2015-11-12 | 2019-04-30 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Ignition timing control apparatus for internal combustion engine |
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- 2002-12-20 JP JP2002369860A patent/JP4147932B2/en not_active Expired - Fee Related
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