JP2526249B2 - 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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JP2526249B2 JP62168312A JP16831287A JP2526249B2 JP 2526249 B2 JP2526249 B2 JP 2526249B2 JP 62168312 A JP62168312 A JP 62168312A JP 16831287 A JP16831287 A JP 16831287A JP 2526249 B2 JP2526249 B2 JP 2526249B2
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博通 三輪
正明 内田
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、内燃機関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
進角値を制御する(このような点火進角値の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61−16268号公報参照)。
これは、第7図に示すように燃焼時の筒内圧が最大と
なるピーククランク角位置(Θpmax)が圧縮上死点後所
定のクランク角(10〜20°CAの範囲の所定の位置)の位
置にくるように点火進角値を設定した場合にその機関の
発生トルクが最大となるので、この位置を目標位置(Θ
pmax*)としてフィードバック制御を行うものである。
すなわち、機関負荷と回転速度の検出値に応じた点火時
期がメモリから読み出され、実際のクランク角がこの点
火時期と一致したときに一次電流を遮断する信号が点火
装置へと出力される。ここに、点火時期はほぼMBTが得
られるように付与されているが、実際のΘpmaxを検出し
てみてΘpmax*との間にずれを生じているようであれ
ば、そのずれ(偏差)に基づくフィードバック補正量α
にて点火時期が補正される。たとえば、ΘpmaxがΘpmax
*より遅角側(Θpmax>Θpmax*)あるいは進角側(Θ
pmax<Θpmax*)のいずれにあってもΘpmax*(10°〜
20°CAの範囲の所定の位置)に引き戻すべく点火時期が
α°CAだけ進遅角補正される。そして、この補正にてΘ
pmaxがΘpmax*と一致するとMBT制御が終了される。
なお、Θpmaxは点火時期を固定してもある分布をもっ
て変化するので、所定周期か(n回)にわたって検出し
たΘpmaxを平均化し、この平均値pmaxが実際値として
採用されている。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、このような従来装置にあっては、実際
のピーククランク角位置Θpmaxと目標位置Θpmax*との
ずれに対する点火時期の補正が比例積分制御等により行
なわれるようになっていたため、その点火時期の修正速
度および修正幅には自ずと限界がある。
このため、例えば機関の吸入空気量を検出するエアフ
ローセンサの品質のバラツキや経時変化および機関自体
のバラツキや経時変化等によって、MBTと制御回路に記
憶(設定)されている点火時期(基本点火時期)に大き
な差異が生じた場合には、目標位置Θpmax*に対して点
火時期を応答良く補正制御することが難しく、補正が遅
れやすいのである。特に、過波運転時のように運転条件
が大きく変化するときには点火時期の補正が追付かず、
したがって最適なトルクが得られないことから、期待し
たほど良好な機関の運転性および燃費が確保されないと
いう問題があった。
この発明は、このような問題点を解決した点火時期制
御装置を提供することを目的としている。
(問題点を解決するための手段) この発明は、第1図に示すように機関の運転条件に応
じて基本点火時期を演算する手段aと、機関の筒内圧を
検出する手段bと、筒内圧が最大となるピーククランク
角位置を検出する手段Cと、ピーククランク角位置に応
じて該位置が所定のクランク角位置となるように基本点
火時期の補正量を算出する手段dと、この補正量に基づ
き出力すべき点火時期を補正制御する点火時期制御手段
eとを設ける一方、機関の運転条件に応じて供給空燃比
を目標空燃比にフィードバック制御する空燃比制御手段
fを備えた内燃機関において、前記基本点火時期の補正
量を算出した時点と、この補正量に基づき点火が行なわ
れた時点とが、同一の負荷、回転領域にあり、両時点の
間供給空燃比が目標空燃比に制御されており、かつピー
ククランク角位置が所定のクランク角位置にあるとき
に、前記補正量を学習値として記憶する手段gと、この
記憶値により前記基本点火時期を修正する手段hとを設
ける。
(作用) したがって、点火時期は機関運転条件から算出した基
本点火時期と、筒内圧が最大となるピーククランク角位
置に応じて算出した補正量とに基づいて制御されるが、
この補正量を学習し、これによって基本点火時期を修正
するため、機関等のバラツキや経時変化等があっても、
要求点火時期との差異を小さくすることができ、このた
めMBT制御を応答良く行うことが可能となる。
また、補正量の学習はピーククランク角位置により補
正量を算出してから、この補正量に基づいて点火が行な
われるまでの間、同一の負荷、回転領域にあり、供給空
燃比に制御されており、ピーククランク角位置が所定の
クランク角位置にあるときに行うので、正確な学習値を
得ることができる。
(実施例) 第2図は本発明の実施例を示す構成図で、1はエンジ
ン、2は吸気通路、3は絞り弁、4は燃料噴射弁、5は
排気通路、6は触媒である。
また、7はエンジンの吸入空気量を検出するエアフロ
ーセンサ、8はエンジンのクランク角と回転数を検出す
るクランク角センサ、9は排気中の酸素濃度を検出する
酸素センサ、10はエンジンの各気筒の筒内圧を検出する
筒内圧センサ(ノックセンサを兼ねる)で、これらの検
出信号はコントロールユニット11に送られる。
コントロールユニット11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、上記各検出
信号に基づいて燃料噴射弁4の燃料噴射量制御と点火栓
12による点火時期制御を行う。
コントロールユニット11にて実行される制御内容を第
3図〜第6図のフローチャートに基づいて説明する。な
お、各制御は一定周期であるいはエンジン回転に同期し
て行なわれる。
第3図,第4図はエンジンの運転条件から基本点火時
期TADVMを演算するルーチンと、エンジンの筒内圧が最
大となるピーククランク角位置Θpmaxから点火時期の補
正量MBTCSを演算するルーチンを示すものである。
まず、第3図のルーチンではエンジン負荷(吸入空気
量Qaとエンジン回転数Nから求まる燃料噴射弁4の基本
噴射量に相当する)Tpとエンジン回転数Nとから、予め
マップ等に設定された基準進角値TADVが読込まれ、この
TADVに水温補正値CLDADV等を加減算して基本点火時期TA
DVMが求められる(ステップ30〜34)。また、エンジン
負荷Tpとエンジン回転数Nに対応して、所定のエリアに
分割された学習マップから学習値ADVLD(後述する)が
読込まれると共に、このときのエリアに対応する負荷、
回転領域(Tp,N)が記憶される(ステップ35,36)。
第4図のルーチンでは、エンジンの気筒毎に燃焼時の
筒内圧が規定のクランク角毎に数点読込まれ、各値の中
から気筒毎に筒内圧が最大となるときのピーククランク
角位置Θpmaxiが検出され、これらのΘpmaxiから1燃焼
を終了する毎に順々に平均値pmaxが求められる(ステ
ップ40〜42)。そして、エンジン負荷Tpとエンジン回転
数Nにより設定される目標クランク角位置TΘpmax(MB
T目標位置)と平均値pmaxとの偏差Δpmaxが算出さ
れ、このΔpmaxと比例ゲインk(予め定められる)と
の乗算値を前回の補正量MBTCS-1に加えたものが今回の
補正量MBTCSとして算出されると共に、この算出時点で
の負荷、回転領域(Tp,N)が記憶される(ステップ43〜
45)。
第5図は出力点火時期となるセット点火時期SETADVの
演算ルーチンを示すもので、第3図のルーチンで求めた
基本点火時期TADVMと学習値ADVLDと第4図のルーチンで
求めた補正量MBTCSとの和からSETADVが求められ、このS
ETADVにクランク角が一致したときに点火信号を出力し
て点火が行なわれると共に、この点火時点での負荷、回
転領域(Tp,N)が記憶される(ステップ50〜52)。
次に学習値ADVLDの演算であるが、この演算は第6図
に示すように、エンジンの供給空燃比A/Fが目標空燃比A
/Fの範囲にあり、基本点火時期TADVMが基準進角値TADV
と等しく(ステップ60,61)、かつ第3図のルーチンでA
DVLD(前回の値ADVLD-1となる)を読込んだときの負
荷、回転領域(Tp,N)が、第4図のルーチンでMBTCSを
算出したときの負荷、回転領域(Tp,N)および第5図の
ルーチンでSETADVを出力したときの負荷、回転領域(T
p,N)と同一の領域であり、さらにMBTCSの算出時点から
SETADVの出力時点までの間、ピーククランク角位置の平
均値pmaxがほぼ目標クランク角位置TΘpmaxにあると
きに行なわれる(ステップ68〜70)。
この空燃比の条件は燃料噴射弁4が酸素センサ9のフ
ィードバック信号により目標空燃比を得る燃料噴射量に
制御されているとき、TADVM=TADVの条件はエンジン冷
却水温が適正水温のとき、同一の負荷、回転領域(Tp,
N)の条件は運転状態の変化が少ないとき、pmaxT
Θpmaxは燃焼が安定した状態にあるときである。
そして、これらの条件を満たしたときに学習値ADVLD
がセット点火時期SETADVの演算に用いた前回のADVLD-1
と補正量MBTCSから次式(1)により算出され、同一の
学習マップエリアにある前回の値と更新される(ステッ
プ71,72)。
ADVLD=ADVLD-1+MBTCS…(1) このような構成により、点火時期はエンジンの運転条
件から算出した基本点火時期TADVMと、ピーククランク
角位置ΘpmaxのMBT目標位置TΘpmaxに対する偏差から
算出した補正量MBTCSと、学習値ACVLDにより制御される
が、学習値ADVLDは補正量MBTCSを算出した時点と、この
補正量MBTCSに基づいて点火が行なわれた時点が同一の
負荷、回転領域にあり、この間、供給空燃比が目標空燃
比に制御されており、ピーククランク角位置がほぼ目標
クランク角位置にあり、安定した条件にあるときにその
補正量MBTCSを採用するので、学習値ADVLDとして正確な
値を得ることができる。
このため、例えばエンジン自体のバラツキや経時変化
あるいは、エアフローセンサ7のバラツキや経時変化等
により、エンジンに要求される点火時期(MBT点火時
期)と、コントロールユニット11に記憶されている基本
点火時期TADVM(あるいは基準進角値TADV)とに差異を
生じたとしても、学習点火時期が要求点火時期に常に一
定範囲まで近付くので、点火時期の補正が大幅にずれた
り、過渡運転時に遅れたりすることはなく、この結果MB
T制御を応答良く的確に行うことができ、エンジンの運
転性および燃費等を向上することができる。また、実際
の供給空燃比が目標空燃比に制御されていることを点火
時期学習値の更新を行うべき定常状態の判定条件として
いるので、エンジン毎の燃料供給装置の特性上のバラツ
キや経時変化にかかわらず的確に点火時期学習を行わせ
ることができる。
(発明の効果) 以上のように本発明によれば、ピーククランク角位置
から補正量を算出すると共に、この補正量を学習しこの
学習値を基準にして点火時期を補正制御するので、エン
ジン等のバラツキや経時変化等があっても、点火時期の
補正幅は常に所定の範囲に収まり、したがって点火時期
を目標点火時期に常に的確かつ応答良く制御でき、最適
なMBT制御が確保される。また、学習値は補正量を算出
してから点火が行なわれるまでの間、各学習条件を満た
したときに学習するので、正確な学習値が得られ、高精
度な点火時期制御を行うことができる。特に、本発明で
は実際の供給空燃比が目標空燃比に制御されていること
を点火時期学習値の更新を行うべき定常状態の判定条件
としているので、エンジン毎の燃料供給装置の特性上の
バラツキや経時変化にかかわらず、確実に点火時期制御
の最適化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の構成図、第2図は本発明の実施例を示
す構成図、第3図〜第6図は制御内容を示すフローチャ
ート、第7図は筒内圧とピーククランク角位置を示す説
明図である。 7……エアフローセンサ、8……クランク角センサ、9
……酸素センサ、10……筒内圧センサ、11……コントロ
ールユニット、12……点火栓。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−19174(JP,A) 特開 昭62−93483(JP,A) 特開 昭61−229959(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】機関の運転条件に応じて基本点火時期を演
    算する手段と、機関の筒内圧を検出する手段と、筒内圧
    が最大となるピーククランク角位置を検出する手段と、
    ピーククランク角位置に応じて該位置が所定のクランク
    角位置となるように基本点火時期の補正量を算出する手
    段と、この補正量に基づき出力すべき点火時期を補正制
    御する点火時期制御手段とを設ける一方、機関の運転条
    件に応じて供給空燃比を目標空燃比にフィードバック制
    御する空燃比制御手段を備えた内燃機関において、前記
    基本点火時期の補正量を算出した時点と、この補正量に
    基づき点火が行なわれた時点とが、同一の負荷、回転領
    域にあり、両時点の間供給空燃比が目標空燃比に制御さ
    れており、かつピーククランク角位置が所定のクランク
    角位置にあるときに、前記補正量を学習値として記憶す
    る手段と、この記憶値により前記基本点火時期を修正す
    る手段とを設けたことを特徴とする内燃機関の点火時期
    制御装置。
JP62168312A 1987-07-06 1987-07-06 内燃機関の点火時期制御装置 Expired - Lifetime JP2526249B2 (ja)

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