JP2004019466A - エンジンの点火時期制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吸気温度に起因するノッキングの発生を運転領域毎に有効に回避することができるようにする。
【解決手段】エンジン回転数とエンジン負荷とに基づきマッブを参照して基本点火時期ＡＢＡＳＥと基本吸気温度ＴＡＢＡＳＥとを設定し（Ｓ１）、実吸気温度ＴＡと基本吸気温度ＴＡＢＡＳＥとを比較し（Ｓ４）、差分（ＴＡ−ＴＡＢＡＳＥ）が０以上のときは、差分（ＴＡ−ＴＡＢＡＳＥ）に基づきテーブルを参照して点火時期補正値ＡＴＡを設定し（Ｓ５）、基本点火時期ＡＢＡＳＥを点火時期補正値ＡＴＡで遅角補正して最終点火時期ＡＤＶＳを設定する（Ｓ７）。実吸気温度ＴＡと基本吸気温度ＴＡＢＡＳＥとの差分に応じて点火時期を遅角補正するようにしたので、常に適切な点火時期を設定することができる。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの点火時期制御装置に関し、特に、吸気温度に起因するノッキングの発生を、運転領域毎に点火時期を遅角補正することで回避するエンジンの点火時期制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジンの点火時期制御では、各気筒に供給される吸気温度が高くなるとノッキングが発生し易くなるため、吸気温度センサで実際の吸気温度を検出し、この吸気温度が設定吸気温度を超えた場合、点火時期を遅角補正してノッキングの発生を回避する吸気温度補正制御が知られている。
【０００３】
例えば特開平１０−１６９５３６号公報には、基本点火時期を、吸気温度センサで検出した吸気温に基づいて設定した点火時期補正値で遅角補正する技術が開示されている。
【０００４】
すなわち、この点火時期補正値は、吸気温度が高くなるに従い、基本点火時期を遅角させて、吸気温度に起因するノッキングの発生を回避するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した公報に開示されている技術では、点火時期補正値を吸気温度センサで検出した吸気温度に基づいて可変設定しているが、ノッキングの発生し易い吸気温度は運転領域毎に相違している。
【０００６】
従って、例えば、低回転高負荷運転等のノッキングの発生し易い領域では、吸気温度に基づいて設定した点火時期補正値で点火時期を遅角補正しても、ノッキングを有効に回避することができない不具合を生じる場合がある。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑み、吸気温度に起因するノッキングの発生を、運転領域毎に有効に回避することができて、常に適正な点火時期を設定することのできるエンジンの点火時期制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明によるエンジンの点火時期制御装置は、エンジン運転状態に基づき基本点火時期を設定する基本点火時期設定手段と、通常のエンジン運転状態に基づく基本吸気温度を運転領域毎に予め設定した基本吸気温度マップと、実吸気温度を検出する実吸気温度設定手段と、上記実吸気温度と上記基本吸気温度マップから得た基本吸気温度との差分に応じた点火時期補正値を設定する点火時期補正手段と、上記基本点火時期を少なくとも上記点火時期補正値で遅角補正して最終点火時期を設定する最終点火時期設定手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
このような構成では、エンジン運転状態に基づき基本点火時期と基本吸気温度とを設定し、又、吸気温度検出手段にて実際の吸気温度（実吸気温度）を検出する。そして、実吸気温度と予め設定した基本吸気温度マップから得た基本吸気温度との差分に応じた点火時期補正値を設定し、少なくとも点火時期補正値で基本点火時期を遅角補正して最終点火時期を設定する。
【００１０】
この場合、この好ましくは、上記エンジン運転状態はエンジン回転数とエンジン負荷とに基づいて設定することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の一実施の形態を説明する。図１にはエンジンの要部概略構成図が示されている。
【００１２】
同図の符号１はエンジン本体で、このエンジン本体１の燃焼室１ａに点火プラグ２が臨まされている。又、シリンダヘッド３には、燃焼室１ａに連通する吸気ポート４と排気ポート５とが設けられている。
【００１３】
吸気ポート４に吸気通路６が連通され、この吸気通路６の中途に、エアチャンバ８が形成され、このエアチャンバ８の上流にスロットル弁９が配設されている。更に、吸気通路６のスロットル弁９の上流側にインタークーラ１０が介装され、その上流にエアクリーナ（図示せず）が連通されている。一方、排気ポート５に排気通路１１が連通され、この排気通路１１がマフラ（図示せず）に連通されている。
【００１４】
又、符号１５は過給機の一例であるターボ過給機であり、このターボ過給機１５のタービンホイール１５ａが排気通路１１に設けたタービンハウジング１５ｂに収納され、一方、このタービンホイール１５ａにタービン軸１５ｃを介して連結するコンプレッサホイール１５ｄが吸気通路６のインタークーラ１０の上流に設けたコンプレッサハウジング１５ｅに収納されている。尚、図においては、タービン軸１５ｃが吸気通路６と排気通路１１とに分離された状態で示されているが、実際には一体で構成されている。
【００１５】
又、エンジン本体１にエンジン温度の代表である冷却水温ＴＷを検出する水温センサ１７、ノッキングの発生を検出するノックセンサ１８が配設され、スロットル弁９にスロットル開度Ｔｈを検出するスロットル開度センサ１９が連設されている。更に、エアチャンバ８に、スロットル弁９下流の吸気管圧力Ｐｍを絶対圧で検出する吸気管圧力センサ２０と、実際の吸気温度（以下「実吸気温度」と称する）ＴＡを検出する吸気温度センサ２１とが配設されている。又、クランク軸２２に設けられているクランクロータ２２ａにクランク角センサ２３が対設されている。
【００１６】
又、符号３０は電子制御装置（ＥＣＵ）で、この電子制御装置３０の入力側に、水温センサ１７、ノックセンサ１８、スロットル開度センサ１９、吸気管圧力センサ２０、吸気温度センサ２１、クランク角センサ２３等、エンジン運転状態を検出するセンサ・スイッチ類が接続され、又、出力側に、インジェクタ１６を駆動するインジェクタ駆動用アクチュエータ（図示せず）、及び点火プラグ２に対して点火駆動信号を出力する点火駆動回路２ａ等が接続されている。
【００１７】
電子制御装置３０では、エンジン運転状態を検出するセンサ・スイッチ類からの信号に基づき、燃料噴射制御、点火時期制御を実行すると共に、点火時期制御では、吸気温度センサ２１で検出した実吸気温度ＴＡ、エンジン回転数ＮＥ、エンジン負荷ＬＯに基づき、点火時期を遅角補正する吸気温度補正値ＡＴＡを設定すると共に、ノックセンサ１８でノッキングの発生を検出したときは、点火時期を更に遅角補正してノッキングを回避する。
【００１８】
電子制御装置３０で実行される点火時期制御は、具体的には、図２に示す点火時期制御ルーチンに従って処理される。
【００１９】
このルーチンは、イグニッションスイッチをＯＮした後、所定演算周期毎に実行され、先ず、ステップＳ１で、各センサ・スイッチ類から出力される信号に基づき演算される運転状態パラメータを読込む。この運転状態パラメータは、例えば、スロットル開度センサ１９の出力信号に基づいて算出したスロットル開度Ｔｈ、クランク角センサ２３から出力されるクランクパルスに基づいて算出したエンジン回転数ＮＥ、吸気管圧力センサ２０の出力信号に基づいて算出した吸気管圧力Ｐｍ、吸気温度センサ２１の出力信号に基づいて算出した実吸気温度ＴＡ等である。
【００２０】
次いで、ステップＳ２へ進み、基本点火時期ＡＢＡＳＥ、基本吸気温度ＴＡＢＡＳＥを算出する。基本点火時期ＡＢＡＳＥは、エンジン回転数ＮＥとエンジン負荷ＬＯとに基づき、基本点火時期マップ（図示せず）を補間計算付で参照して算出するもので、この基本点火時期ＡＢＡＳＥは、エンジン回転数ＮＥが高く、且つエンジン負荷ＬＯが大きくなるに従い進角させる方向に設定される。
【００２１】
尚、エンジン負荷ＬＯとして、吸気管圧力Ｐｍ、この吸気管圧力Ｐｍとエンジン回転数ＮＥとに基づいて設定する基本燃料噴射量Ｔｐ、スロットル開度Ｔｈ等を代用しても良い。
【００２２】
又、基本吸気温度ＴＡＢＡＳＥは、エンジン回転数ＮＥとエンジン負荷ＬＯとに基づき、図３に示す基本吸気温度マップを補間計算付で参照して設定される。この基本吸気温度マップは、エンジン回転数ＮＥとエンジン負荷ＬＯとの関係からエンジンの運転領域を検出し、各運転領域において通常運転状態での吸気温度を予め実験等から求めて設定したもので、エンジン回転数ＮＥとエンジン負荷ＬＯ毎に上記実験等から求めた吸気温度が基本吸気温度ＴＡＢＡＳＥとして記憶されている。
【００２３】
その後、ステップＳ３へ進み、エンジン負荷ＬＯと吸気温度補正制御実施領域判定値Ｌａとを比較する。図３に示すように、吸気温度補正制御実施領域はエンジン負荷ＬＯに基づき、吸気温度が比較的高く、且つ負荷も高いために、運転状態によっては吸気温度補正制御を必要とする領域を予め実験などから求めて設定したもので、吸気温度補正制御実施領域判定値Ｌａは、その境界を示している。
【００２４】
そして、Ｌａ≧ＬＯのときは、エンジン負荷ＬＯが吸気温度補正制御実施領域にあるため、吸気温度補正値ＡＴＡを算出すべく、ステップＳ４へ進む。一方、Ｌａ＜ＬＯのときは、エンジン負荷ＬＯが吸気温度補正制御実施領域から外れているため、ステップＳ６へ分岐し、吸気温度補正値ＡＴＡをクリアし（ＡＴＡ←０）、ステップＳ７へ進む。
【００２５】
又、ステップＳ３からステップＳ４へ進むと、実吸気温度ＴＡと基本吸気温度ＴＡＢＡＳＥとを比較し、その差分（ＴＡ−ＴＡＢＡＳＥ）が０以上か否か、すなわち、実吸気温度ＴＡが基本吸気温度ＴＡＢＡＳＥよりも高いか否かを調べる。
【００２６】
そして、ＴＡ−ＴＡＢＡＳＥ＞０、すなわち実吸気温度ＴＡが基本吸気温度ＴＡＢＡＳＥよりも高く場合は、実吸気温度ＴＡが通常の運転状態に対して高く、吸気温度補正を行なう必要があるので、ステップＳ６へ進む。
【００２７】
又、ＴＡ−ＴＡＢＡＳＥ≦０、すなわち実吸気温度ＴＡが基本吸気温度ＴＡＢＡＳＥ以下のときは、実吸気温度ＴＡが通常の運転状態よりも高い値を示していないため、吸気温度補正を行なう必要がないので、ステップＳ６へ進み、吸気温度補正値ＡＴＡをクリアする（ＡＴＡ←０）。
【００２８】
ステップＳ４からステップＳ５へ進むと、実吸気温度ＴＡと基本吸気温度ＴＡＢＡＳＥとの差分（ＴＡ−ＴＡＢＡＳＥ）に基づき、図４に示す吸気温度補正値テーブルを参照して、吸気温度補正値ＡＴＡを設定する。この吸気温度補正値テーブルには、差分（ＴＡ−ＴＡＢＡＳＥ）が大きな値になるほど大きく遅角補正するように、小さな値（マイナス側）の吸気温度補正値ＡＴＡが格納されている。従って、吸気温度補正値テーブルを参照して設定される吸気温度補正値ＡＴＡの最大値は、０である。
【００２９】
その後、ステップＳ５或いはステップＳ６からステップＳ７へ進むと、基本点火時期ＡＢＡＳＥに吸気温度補正値ＡＴＡを加算して、最終点火時期（点火進角値）ＡＤＶＳを算出して（ＡＤＶＳ＝ＡＢＡＳＥ＋ＡＴＡ）、ルーチンを抜ける。尚、この最終点火時期ＡＤＶＳは、実際には、基本点火時期ＡＢＡＳＥを、吸気温度補正値ＡＴＡ以外に、水温センサ１７で検出した冷却水温ＴＷに基づいて設定する水温補正値等のフィードフォワード補正、及びノックセンサ１８からのノック検出信号に基づいて設定するフィードバック補正等の各種補正項により補正されて設定される。
【００３０】
そして、最終点火時期ＡＤＶＳは、所定のレジスタにセットされ、そのタイミングで、点火対象気筒の点火駆動回路２ａに対して点火信号が出力され、点火プラグ２から点火火花が発生される。
【００３１】
次に、上述した図２に示す点火時期制御ルーチンに従って処理される制御状態を、図５に示すタイムチャートに従って説明する。
【００３２】
ターボ過給機付エンジンにおいて、区間ｔ０〜ｔ１に示すように、一定の高負荷運転状態でエンジン回転数ＮＥを上昇させると、それに伴い基本点火時期ＡＢＡＳＥは進角方向へ設定され、同時に基本吸気温度ＴＡＢＡＳＥも上昇する。
【００３３】
そして、実吸気温度ＴＡがある程度上昇したところで、エンジン負荷ＬＯを一定に保持した状態のままシフトアップ操作等によりエンジン回転数ＮＥを低下させると（時間ｔ１）、基本吸気温度ＴＡＢＡＳＥはエンジン回転数ＮＥをパラメータとしているため、エンジン回転数ＮＥに追従して低下するが、実吸気温度ＴＡは急激には低下せず、従って、実吸気温度ＴＡと基本吸気温度ＴＡＢＡＳＥとの差分（ＴＡ−ＴＡＢＡＳＥ）は正の値となり（ＴＡ−ＴＡＢＡＳＥ＞０）、ステップＳ４からステップＳ５へ進み、差分（ＴＡ−ＴＡＢＡＳＥ）に基づいて点火時期補正値ＡＴＡを設定するが、差分（ＴＡ−ＴＡＢＡＳＥ）が高い値を示しているため、点火時期補正値ＡＴＡは大きく遅角補正する値（負の値）に設定される。
【００３４】
従って、最終点火時期ＡＤＶＳは、基本点火時期ＡＢＡＳＥから点火時期補正値ＡＴＡ分だけ遅角補正した値に設定される。
【００３５】
そして、実吸気温度ＴＡが基本吸気温度ＴＡＢＡＳＥに近接するに従い、換言すれば、差分（ＴＡ−ＴＡＢＡＳＥ）が次第に０に近づくに従い、最終点火時期ＡＤＶＳは徐々に進角される。
【００３６】
このように、本実施の形態によれば、実吸気温度ＴＡが、エンジン回転数ＮＥとエンジン負荷ＬＯとに基づいて設定する基本吸気温度ＴＡＢＡＳＥよりも高い場合には、その差分（ＴＡ−ＴＡＢＡＳＥ）に応じて点火時期を遅角補正するようにしたので、ノックセンサ１８でノックが検出されるよりも早く点火時期を遅角補正することができる。その結果、ノッキングの発生を有効に回避することができ、常に適正な点火時期を設定することができて、良好な運転性能を得ることができる。
【００３７】
尚、本発明は上述した実施の形態に限るものではなく、採用するエンジンはターボ過給機付エンジン以外に、通常の自然吸気によるエンジンに採用できることは云うまでもない。
【００３８】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、吸気温度に起因するノッキングの発生を運転領域毎に有効に回避することができると共に、常に適正な点火時期を設定することができ、良好な運転性能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】エンジンの要部概略構成図
【図２】点火時期制御ルーチンを示すフローチャート
【図３】基本吸気温度マップの説明図
【図４】吸気温度補正値テーブルの説明図
【図５】点火時期の制御状態を示すタイムチャート
【符号の説明】
１　エンジン本体
ＡＢＡＳＥ　基本点火時期
ＡＤＶＳ　最終点火時期
ＡＴＡ　点火時期補正値
ＬＯ　エンジン負荷
ＮＥ　エンジン回転数
ＴＡ　実吸気温度
ＴＡＢＡＳＥ　基本吸気温度

Claims (2)

1. エンジン運転状態に基づき基本点火時期を設定する基本点火時期設定手段と、
   通常のエンジン運転状態に基づく基本吸気温度を運転領域毎に予め設定した基本吸気温度マップと、
   実吸気温度を検出する実吸気温度設定手段と、
   上記実吸気温度と上記基本吸気温度マップから得た基本吸気温度との差分に応じた点火時期補正値を設定する点火時期補正手段と、
   上記基本点火時期を少なくとも上記点火時期補正値で遅角補正して最終点火時期を設定する最終点火時期設定手段と、
   を備えることを特徴とするエンジンの点火時期制御装置。
2. 上記エンジン運転状態はエンジン回転数とエンジン負荷とに基づいて設定することを特徴とする請求項１記載のエンジンの点火時期制御装置。

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