JP2000009007A - 内燃エンジンの点火時期制御装置 - Google Patents
内燃エンジンの点火時期制御装置Info
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Abstract
に制御してエンジンの衝撃を確実に防止することができ
る内燃エンジンの点火時期制御装置を提供する。 【解決手段】 スロットル弁の開度が所定低開度より低
下した状態でスロットル弁の開度変動幅が所定幅内に第
1所定時間以上に亘って維持され、その直後にスロット
ル弁の開度が所定低開度から所定高開度以上に第2所定
時間以内に上昇した場合に、内燃エンジンの急加速状態
と判断して内燃エンジンの点火時期を遅角させる。
Description
火プラグにて火花放電させる点火時期を制御する点火時
期制御装置に関する。
火プラグにて火花放電させる点火時期をエンジン運転状
態に対応した適切な時点を設定するように動作する。例
えば、エンジン回転数が上昇するようなエンジンの加速
状態には点火時期が進角される。
から急加速を行ったような場合には、スロットル弁開度
の急変に起因する空燃比の変動、エンジンの実回転上昇
速度の変動等により実際の燃焼室内側からの要求点火時
期に対して進角し過ぎ、ノッキングや加速ショック等が
生じてしまうことがある。これに対し、特開平1−23
2169号公報には、内燃エンジンのスロットル弁の開
度の変化量が所定値以上であるときには急加速運転と判
断して点火時期をリタード制御して急加速時のエンジン
の出力変化に基づく衝撃を緩和することが示されてい
る。
時であっても、スロットル弁を徐々に開いて行く操作か
ら急に大きく開く操作へと移行した場合の急加速時に
は、エンジン回転が急加速の操作に対応して上昇し易
い。このような場合には点火時期リタードの必要性がそ
れ程ないので、例えばスロットル弁開度一定の状態から
急に大きく開く操作へと移行した場合の急加速と同じよ
うにリタードしていまうと、却って運転状態が低下する
という問題がある。
速時における点火時期を適切に制御してエンジンの衝撃
を確実に防止することができる内燃エンジンの点火時期
制御装置を提供することである。
点火時期制御装置は、内燃エンジンのスロットル弁の開
度を検出するスロットル弁開度検出手段と、スロットル
弁の開度が所定低開度より低下した状態でスロットル弁
の開度変動幅が所定幅内に第1所定時間以上に亘って維
持されたことを検出したとき開度維持検出信号を発生す
る開度維持検出手段と、開度維持検出信号の発生直後に
スロットル弁の開度が所定低開度から所定高開度以上に
第2所定時間以内に上昇したことを検出したとき急加速
検出信号を発生する手段と、急加速検出信号に応答して
内燃エンジンの点火時期を遅角させるリタード制御手段
と、を備えたことを特徴としている。
ば、スロットル弁の開度が所定低開度より低下した状態
でスロットル弁の開度変動幅が所定幅内に第1所定時間
以上に亘って維持され、その直後にスロットル弁の開度
が所定低開度から所定高開度以上に第2所定時間以内に
上昇した場合に、内燃エンジンの急加速状態と判断する
ので、内燃エンジンの急加速状態を的確に検出すること
ができる。よって、このように検出された内燃エンジン
の急加速時に点火時期を遅角させるので、エンジンの急
加速時の衝撃を防止させることができる。
出手段によって検出されたスロットル弁の開度に所定値
を加算して得られる値を所定幅の開度上限値とし、その
検出された前記スロットル弁の開度に所定値を減算して
得られる値を所定幅の開度下限値とする。これにより、
スロットル弁開度の検出毎に適切な開度変動幅を設定す
ることができる。
照しつつ詳細に説明する。図1は本発明による点火時期
制御装置を備えたエンジン制御システムを示している。
エンジン制御システムにおいては、クランク角センサ1
は1組又は複数組の回転体及び電磁ピックアップ(共に
図示せず)からなり、回転体の外周には磁性材からなる
凸部がそれぞれ所定の角度で設けられ、電磁ピックアッ
プは回転体の外周近傍に配置されている。エンジンのク
ランク軸(図示せず)の回転に連動して回転体が回転
し、回転体の凸部が電磁ピックアップの近傍を通過する
毎にそれぞれクランクパルスが発生するようになってい
る。
ctric Control Unit:電子制御ユニット)5が接続され
ている。ECU5は、CPU6、RAM7,ROM8、
カウンタ9,出力インターフェース回路10,11及び
A/D変換器12を備えている。カウンタ9はクランク
角センサ1から出力されたクランクパルスによってリセ
ットされて図示しないクロック発生器から出力されたク
ロックパルスを計数し、そのクロックパルス発生数を計
数することによりエンジン回転数Neを示す信号を発生
する。なお、CPU6、RAM7,ROM8、カウンタ
9,出力インターフェース回路10,11及びA/D変
換器12は共にバスに共通接続されている。
必要な吸気管内圧PB、冷却水温Tw、スロットル弁開
度θTH、排気ガス中の酸素濃度O2等のエンジン運転パ
ラメータを検出する複数のセンサからのアナログ信号を
ディジタル信号に変換するために設けられている。吸気
管内圧PBはスロットル弁20下流の吸気管3に設けら
れた吸気管内圧センサ13によって検出される。冷却水
温Twは冷却水温センサ14によって検出される。スロ
ットル弁開度θTHはスロットル開度センサ15によって
検出される。更に、排気ガス中の酸素濃度O2は排気管
4に設けられた酸素濃度センサ16によって検出され
る。この酸素濃度センサ16は理論空燃比を閾値として
リッチ側及びリーン側の空燃比で異なるレベルを発生す
る2値出力型の酸素濃度センサである。CPU6はRO
M8に予め書き込まれた燃料噴射制御ルーチンを実行
し、これらのエンジン運転パラメータ及び上記のエンジ
ン回転数Neを用いて燃料噴射時間Toutを決定する。
実行して点火時期を設定し、その点火時期に応じて点火
開始制御ルーチンにて点火指令を発生する。点火時期制
御ルーチン及び点火開始制御ルーチンはROM8に予め
書き込まれている。出力インターフェース回路10はC
PU6からのインジェクタ駆動指令に応じてインジェク
タ17を駆動する。インジェクタ17は内燃エンジンの
吸気管3の吸気ポート近傍に設けられ、駆動されたとき
燃料を噴射する。
からの点火指令に応じて点火装置21の点火コイル(図
示せず)への通電を停止させて点火プラグ(図示せず)
に火花放電させる。なお、点火コイルへの通電は予め定
められたクランク角度で開始されるとする。CPU6は
点火時期制御ルーチンを所定時間(例えば、10msec)
毎に次のように実行する。
は図2及び図3に示すように、先ず、スロットル弁開度
θTHを読み取り(ステップS1)、そのスロットル弁開
度θTHが閉側上限開度θTH1(所定低開度に対応、例え
ば、9度)より小であるか否かを判別する(ステップS
2)。θTH<θTH1ならば、リタード開始計時フラグF
TIMEをリセットして0に等しくさせ(ステップS
3)、今回のθTH<θTH1の開度状態には前回のθTH≧
θTH1の開度状態から変化した直後の1回目であるか否
かを判別する(ステップS4)。すなわち、前回の点火
時期制御ルーチン実行時のステップS2ではθTH≧θTH
1と判別したが、今回の点火時期制御ルーチン実行時の
ステップS2ではθTH<θTH1と判別したことを検出す
るのである。
THがθTH≧θTH1からθTH<θTH1に変化した直後の1回
目であると判別したならば、スロットル弁開度θTHに所
定値を加算して得られる値を開度上限値θTHHとし(ス
テップS5)、スロットル弁開度θTHから所定値を減算
して得られる値を開度下限値θTHLとする(ステップS
6)。開度上限値θTHH及び開度下限値θTHLは、現在の
スロットル弁開度θTHに対して所定幅内の開度と判定さ
れ得る開度範囲の上限値及び下限値である。ステップS
6の実行後、開度維持タイマに第1所定時間T1(例え
ば、30msec)の計時を開始させ(ステップS7)、開
度維持フラグFHOLDをリセットして0に等しくさせ
る(ステップS8)。ステップS7では開度維持タイマ
には所定時間T1がセットされ、ダウン計時が行なわれ
る。なお、開度維持タイマはプログラム上で形成されて
いるが、ハードウエアとして構成することもできる。ス
テップS8の実行後、通常の点火時期制御を行なうため
に遅延量ΔTIGを0とする(ステップS9)。
トル弁開度θTHがθTH≧θTH1からθTH<θTH1に変化し
た直後ではないと判別したならば、スロットル弁開度θ
THが開度下限値θTHLより大で開度上限値θTHHより小で
あるか否かを判別する(ステップS10)。θTHL<θT
H<θTHHならば、開度維持タイマの計時値が0に到達し
たか否かを判別する(ステップS11)。開度維持タイ
マの計時値が0であるならば、所定時間T1に亘ってス
ロットル弁開度θTHはθTHL<θTH<θTHHを満足したの
で、開度維持フラグFHOLDをセットして1に等しく
させ(ステップS12)、ステップS9に進む。
θTHHならば、ステップS5及びS6に進んで開度上限
値θTHH及び開度下限値θTHLを再度設定し、ステップS
7にて開度維持タイマの計時を最初から開始させる。ま
た開度維持タイマの計時値が0ではないならば、ステッ
プS9に進む。ステップS2においてθTH≧θTH1と判
別したならば、リタード開始計時フラグFTIMEが1
に等しいか否かを判別する(ステップS13)。リター
ド開始計時フラグFTIMEは急開判断タイマが所定時
間T2の計時を開始すると後述のステップS17にてセ
ットされる。FTIME=0ならば、開度維持フラグF
HOLDが1に等しいか否かを判別する(ステップS1
4)。FHOLD=1ならば、上記したように所定時間
T1に亘ってスロットル弁開度θTHはθTHL<θTH<θT
HHを満足したことを示すので、開度維持フラグFHOL
Dをリセットして0に等しくさせ(ステップS15)、
急開判断タイマに第2所定時間T2(例えば、20mse
c)の計時を開始させ(ステップS16)、リタード開
始計時フラグFTIMEをセットして1に等しくさせる
(ステップS17)。
判別した場合には、図3ではステップS17に直接進む
が、次のステップS18に進んでも良い。ステップS1
7の実行後、急開判断タイマの計時値が0に到達したか
否かを判別する(ステップS18)。急開判断タイマの
計時値が0ではないと判別した場合には、スロットル弁
開度θTHが開側上限開度θTH2(所定高開度に対応、例
えば、76度)より大であるか否かを判別する(ステッ
プS19)。θTH>θTH2ならば、所定時間T2が経過
する間にスロットル弁開度θTHが開側上限開度θTH2を
越えたので急加速時と判断し、リタード開始計時フラグ
FTIMEをリセットして0に等しくさせ(ステップS
20)、点火時期を遅らせるリタード点火のために遅延
量ΔTIGを所定値TDのように設定する(ステップS2
1)。所定値TDは、固定値でも良いし、或いはエンジン
回転数Neに応じてROM8内のデータマップから検索
して得ても良い。
OLD=0と判別した場合、又はステップS19におい
てθTH≦θTH2と判別した場合にはステップS9に進
む。またステップS18において急開判断タイマの計時
値が0と判別した場合にはリタード開始計時フラグFT
IMEをリセットして0に等しくさせ(ステップS2
2)、そしてステップS9に進む。
に、CPU6は、点火時期TIGを設定する(ステップS
23)。点火時期TIGはTIG=TIG0+ΔTIGから算出さ
れる。TIG0はエンジン回転数Ne及び吸気管内圧力PB
又はスロットル弁開度θTHに応じてROM8からデータ
マップ検索される基本点火時期であり、例えば、エンジ
ン回転数Neの上昇及び吸気管内圧力PBの大気圧側へ
の変化に応じて基本点火時期TIG0が短くなるように設
定されている。
に示すようにスロットル弁開度θTHが変化する場合に
は、スロットル弁開度θTHが閉側上限開度θTH1より低
下すると、先ず、開度上限値θTHH及び開度下限値θTHL
が設定され、開度維持タイマが計時を開始する。エンジ
ンのアイドル状態のようにθTHL<θTH<θTHHの状態が
継続すると、図4に示すように開度維持タイマの計時が
進んでその計時値は0に近づく。開度維持タイマの計時
値=0になると、開度維持フラグFHOLDがセットさ
れて1に等しくなる。θTH<θTH1であってもθTH≦θT
HL又はθTH≧θTHHの状態が検出されると、開度上限値
θTHH及び開度下限値θTHLが再度設定され、開度維持タ
イマが計時を最初から再開始する。
れて1に等しい状態において、スロットル弁開度θTHが
開方向に急変化し、スロットル弁開度θTHが閉側上限開
度θTH1より上昇すると、図4に示すように、開度維持
フラグFHOLDがリセットされて0に等しくされると
共に急開判断タイマが計時を開始する。また、同時に図
4に示すように、リタード開始計時フラグFTIMEが
セットされて1に等しくされる。急開判断タイマが計時
を終了するまでにスロットル弁開度θTHが開側上限開度
θTH2より上昇すると、エンジンの急加速運転が開始さ
れたので、遅延量ΔTIGが設定され、点火時期を遅角さ
せるリタード点火が行なわれる。
基づいて所定のクランク角度にて点火開始制御ルーチン
を実行し、その点火開始制御ルーチンにおいては図5に
示すように、点火タイマに点火時期TIGをセットさせて
ダウン計時を開始させる(ステップS31)。点火タイ
マの計時値は0になったか否かを判別し(ステップS3
2)、点火タイマの計時値=0の場合には点火指令を出
力インターフェース回路11に対して発生する(ステッ
プS33)。CPU6からの点火指令に応じて点火装置
21の点火コイルへの通電を停止され、点火プラグが火
花放電する。よって、ステップS19において遅延量Δ
TIGが設定される急加速時には、その遅延量ΔTIGだけ点
火プラグの火花放電が遅れるリタード点火となる。
が第1所定時間T1の計時を終了したときの開度維持フ
ラグのセットが開度維持検出信号の発生に相当する。ま
た、急開判断タイマが第2所定時間T2の計時を終了し
たときのリタード開始計時フラグのセットが急加速検出
信号の発生に相当する。上記実施例では、急加速検出信
号が発生したときのみリタード点火するが、その急加速
検出信号の発生より一定時間リタード点火させても良
い。
タイマ及び点火タイマはプログラム上で形成されるが、
ハードウエアによって構成することもできる。
によれば、スロットル弁の開度が所定低開度より低下し
た状態でスロットル弁の開度変動幅が所定幅内に第1所
定時間以上に亘って維持され、その直後にスロットル弁
の開度が所定低開度から所定高開度以上に第2所定時間
以内に上昇した場合に、内燃エンジンの急加速状態と判
断するので、内燃エンジンの低回転一定運転状態からの
急加速状態を的確に検出することができる。よって、こ
のように検出された内燃エンジンの急加速時に点火時期
を遅角させるので、エンジンの急加速時の衝撃を防止さ
せることができ、他の運転状態においても適切な点火時
期を得ることができる。
ある。
フローチャートである。
マ及び急開判断タイマの動作並びに各フラグの変化を示
す図である。
ある。
Claims (2)
- 【請求項1】 内燃エンジンのスロットル弁の開度を検
出するスロットル弁開度検出手段と、 前記スロットル弁の開度が所定低開度より低下した状態
で前記スロットル弁の開度変動幅が所定幅内に第1所定
時間以上に亘って維持されたことを検出したとき開度維
持検出信号を発生する開度維持検出手段と、 前記開度維持検出信号の発生直後に前記スロットル弁の
開度が所定低開度から所定高開度以上に第2所定時間以
内に上昇したことを検出したとき急加速検出信号を発生
する手段と、 前記急加速検出信号に応答して前記内燃エンジンの点火
時期を遅角させるリタード制御手段と、を備えたことを
特徴とする点火時期制御装置。 - 【請求項2】 前記開度維持検出手段は、前記スロット
ル弁開度検出手段によって検出された前記スロットル弁
の開度に所定値を加算して得られる値を前記所定幅の開
度上限値とし、その検出された前記スロットル弁の開度
に前記所定値を減算して得られる値を前記所定幅の開度
下限値とすることを特徴とする請求項1記載の点火時期
制御装置。
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