JP2580645B2 - 点火時期制御装置 - Google Patents

点火時期制御装置

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JP2580645B2 JP62309530A JP30953087A JP2580645B2 JP 2580645 B2 JP2580645 B2 JP 2580645B2 JP 62309530 A JP62309530 A JP 62309530A JP 30953087 A JP30953087 A JP 30953087A JP 2580645 B2 JP2580645 B2 JP 2580645B2
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Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は点火時期制御装置に関し、詳しくは燃料噴射
量や吸気量をもとに、エンジンの各運転状況における最
適点火時期を演算・制御するものである。
<従来の技術> 近年、乗用車等の4ストロークガソリンエンジンでは
公害対策や省燃費を図るため、燃料供給量や点火時期等
を総合的に制御する、いわゆる集中制御システムをとる
ものが増加している。第9図には、四気筒ガソリンエン
ジンにおける集中制御システムの全体を模式的に、第10
図にはこのシステムの制御中枢たる電子制御ユニッニト
(以下、ECU)のハードウェア構成を各々示してある。
第9図に示すように、エンジンEにおいては、燃料を
噴射するインジェクタ1と点火を行う点火プラグ2とス
ロットル弁3のアイドル時開度とが、総てECU4の制御下
におかれている。ECU4は各種のデータをもとにこれらの
被制御機器(インジェクア1,点火プラグ2,スロットル弁
3)を駆動制御する。以下に、ECU4が用いる各種データ
を採集するためのセンサ類の概要と被制御機器の働きを
吸気の流れに沿って述べる。
エンジンE内のピストンE1の下降によって、エアクリ
ーナ5から負圧吸引された空気は、カルマン渦式のエア
フローメータ6,吸気温センサ7および大気圧センサ8に
導かれ、吸気量,吸気温および大気圧が検出される。吸
気管9に流入した空気はバタフライ型のスロットル弁3
によって通過量を制御されるが、このスロットル弁3は
図示しないアクセルペダルに接続するケーブルに開閉駆
動されると共に、アイドル時においてはECU4に制御され
たISCモータ10によって開度を微調整されている。スロ
ットル弁3の開度はポテンショメータ式のスロットルセ
ンサ11により、またISCモータの動きはモータポジショ
ンセンサ12により各々検出されると共に、アクセルペダ
ルの踏まれていない、すなわちアイドリング状態はアイ
ドルスイッチ13により検出されている。
吸気管9の燃焼室E2側端部近くには、気筒数分(本実
施例では四本)のインジェクタ1が設けられており、EC
U4からの指令で開弁し、それぞれの気筒が必要とする量
の燃料を噴射する。燃料は、図示しない燃料タンクから
もこれも図示しない燃料ポンプによって、インジェクタ
1に圧送されるが、その燃圧はプレッシャレギュレータ
14によって吸気管9内の圧力より約2.55kg/cm2高くなる
ように調整されている。図中、15は水温センサであり、
冷却水温を検出している。
インジェクタ1から燃料が噴出され、混合気となった
空気は、燃料室E2内に吸引され、圧縮上死点付近で点火
プラグ2により点火される。第9図では紙面の都合上、
離れた位置に画かれているが、当然のことながら点火プ
ラグ2は燃焼室E2内にその先端が面している。点火プラ
グ2へは、点火コイル16からの高電圧がディストリビュ
ータ17を介して送られている。送電タイミング(点火時
期)はECU4内で演算され、その演算結果によりパワート
ランジスタ18を介して点火コイル16が駆動されている。
ディストリビュータ17にはエンジンの回転状態を検出す
べく、クランク角センサ19と気筒判別センサ20とが内蔵
されている。
爆発,膨張行程が終了すると、混合気が排ガスとなっ
て排気管21に流出する。排気管21にはO2センサ22が燃焼
室E2に近い位置に設けられている。O2センサ22は排ガス
中の酸素濃度から、混合気の理想空燃比(約14.7)との
ずれを検出するもので、酸素濃淡電池の原理を応用して
いる。排ガスはその後、キャタライザ23と図示しないマ
フラを経由して大気に放出される。
ECU4にはまた、駆動電源たるバッテリ24とバッテリ電
圧を検出するバッテリセンサ25およびイグニッションス
イッチ(キースイッチ)26が接続している。
上述のようにECU4には各種のセンサ類や被制御機器が
接続しているが、ECU4のハードウェアは第10図に示すよ
うに、CPU(中央処理装置)27を中心に構成されてい
る。吸気温センサ7,大気圧センサ8,スロットルセンサ1
1,O2センサ22およびバッテリセンサ25からのデータは、
アナログ信号であるため、インタフェース28とA/Dコン
バータ29を介してCPU27に入力される。イグニッション
スイッチ26とアイドルスイッチ13からのデータはインタ
フェース30を介して、またクランク角センサ19,気筒判
別センサおよびエアフローメータ6からのデータは直接
に、各々CPU27に入力される。
CPU27はまた、バスラインを介して、ROM(読み取り専
用メモリ)31,RAM(書き換えメモリ)32と、バッテリ24
が接続されている間はイグニッションスイッチ26を切っ
ても記憶内容が保存されるBURAM(バックアップメモ
リ)33との間でデータの授受を行う。
CPU27内部では、上述の各種データとメモリを用いて
燃料噴射量,点火時期およびアイドル時のスロットル弁
開度を決定する。そして、インジェクタドライバ34を介
してインジェクタ1を、点火ドライバ35を介してパワー
トランジスタ18を、ISCドライバ36を介してISCモータ10
を各々駆動する。
<発明が解決しようとする問題点> ところで、4ストロークエンジンは吸気,圧縮,膨
張,排気の四行程をもつが、各気筒に対する燃料の噴射
量は当然のことながら吸気行程以前に決定されていなけ
ればならない。噴射量はエアフローメータ6,吸気温セン
サ7,大気圧センサ8およびクランク角センサ19からの信
号により演算された気筒毎の吸気量と目標空燃比により
決定され、これらの吸気信号は前サイクルの排気行程中
(通常、圧縮上死点前75゜(以下、75゜BTDC:75゜Befor
e Top Dead Center)付近)のものが用いられている。
一方、点火時期はクランク角センサ19からの信号によ
るエンジン回転数Neの他、吸気量(エンジン負荷)等の
諸条件によって決定されるが、こちらは圧縮行程中(通
常、75゜BTDC)の信号を用いて演算されている。
ところが、このようにして燃料噴射量と点火時期を管
出した場合、加減速時に下記のような不具合が発生して
いた。
燃料噴射量は吸気行程以前の吸気量情報をもとに決定
されるが、その後吸気下死点までにクランク軸は250゜
程度回転する。そのため、加減速時にはクランク軸が回
転する間に吸気量が変動し、混合気の空燃比が目標空燃
比からずれれしまう。また、点火時期算出のための吸気
量は圧縮行程中のものを用いているが、実際の吸気量は
吸気下死点付近で定まってしまう。そのため、こちらも
加減速時には実際と異なった吸気量情報を基準にするこ
ととなり、誤った点火時期を設定してしまう。しかも、
点火時期は混合気が目標空燃比になっいることを前提と
しているため、上述のように実際の空燃比が目標空燃比
からずれている場合、点火時期の進み過ぎや、遅れがさ
らに大きくなる。
周知のように、点火時期が最適位置からずれた場合、
進み過ぎはノッキングを、遅れは出力の低下を各々招
き、またどちらの場合も燃費の悪化と排ガス中の有毒部
分の増加をもたらす。このため、回転の立上りが早い高
性能エンジン等において、点火時期制御の改善が要求さ
れていた。
<問題点を解決するための手段> 上記問題点を解決するため、本発明の点火時期制御装
置は、エンジンの作動状態に基づいて気筒毎の点火時期
を演算・制御する点火時期制御装置において、所定気筒
への供給燃料量情報を検出する供給燃料量情報検出手段
と、前記所定気筒の吸気下死点又はその近傍での吸入空
気量情報を検出する吸入空気量情報検出手段と、前記吸
入空気量情報に基づいて前記所定気筒の点火時期を設定
する点火時期設定手段と、前記供給燃料量情報と吸入空
気量情報とから空燃比を検出する空燃比検出手段と、前
記空燃比に基づいて前記点火時期を補正する点火時期補
正手段とを備えたことを特徴とする。
<作用> 本発明の点火時期制御装置では、ある気筒の点火時期
をその気筒の吸気下死点又はその近傍での吸入空気量情
報に基づいて設定すると共に、その気筒への供給燃料量
情報と前記吸入空気量情報とから求めた空燃比に基づい
てその点火時期を補正するようにしたので、加減速時に
も気筒毎の正確な点火時期を得ることができ、気筒毎の
正確な点火時期制御を行うことができる。
<実 施 例> 本発明を直列四気筒ガソリンエンジンに適用した一実
施例を、第1図〜第8図と前述の第9図,第10図を用い
て詳細に説明する。尚、実施例の説明にあたっては、前
述した従来例と同一の部材に同一の符号を付し、重複す
る説明は省略する。
第1図には、クランク角センサ19と気筒判別センサ20
とがCPU27と接続する形態を模式的に示し、第2図には
エンジン回転信号の波型を示してある。また、第3図に
は制御開発時のフローチャートを、第4図と第5図には
各々75゜BTDCと上死点(以下、TDC:Top Dead Center)
における演算・制御のフローチャートを示してある。そ
して、第6図には制御気筒を経時的に表わした制御気筒
表を示してある。
さて、本発明においては燃料噴射量と点火時期の各々
を個別のクランク位置(本実施例の場合は75゜BTDCとTD
C)で演算するため、これらのクランク位置を検出する
必要がある。
このため、クランク角センサ19には、第2図に示すよ
うに各気筒の75゜BTDCで立上り、TDCで立下がる、矩形
に成形されたクランク角信号S1を発生させるようにして
おく。このクランク角信号S1は第1図に示すように、CP
U27に直接入力するものと変化検出器37に入力するもの
に分岐する。変化検出器37に入力したクランク角信号S1
はさらに分岐し、一方はそのまま、他方は遅延回路37a
を経由して第2図に示す遅延信号S2となって、Ex−OR素
子37bに入力する。変化検出器37からは第2図に示すよ
うに、各気筒の75゜BTDCとTDCで立上る矩形の起動信号S
3が発生し、CPU27に入力する。第2図中、S4は気筒判別
センサ20からCPU27に入力する気筒信号であり、第一気
筒の75゜BTDCを含む範囲でのみ立上っている。尚、以
後、信号の立上っている状態を“H"、立下っている状態
を“L"とする。
以下に、制御の流れを追って本発明の作用を述べる。
尚、本実施例のエンジンにおける気筒の点火順序は1−
3−4−2であるが、説明の便宜上点火順に第一,第
二,第三,第四気筒と呼称する。
起動信号S3が“H"の状態になると、CPU27が制御を開
始する。この時、CPU27は通常、燃料噴射制御や点火時
期制御以外にも種々の演算・制御を行っているが、起動
信号S3によって起動される制御は他のものに優先して行
われる。
次には、第3図に示すようにクランク角信号S1が読ま
れ、“H"の場合には第4図に示す75゜BTDCルーチンへ、
“L"の場合には第5図に示すTDCルーチンへ、制御の流
れが分岐する。これは、第2図に示す通り、起動信号S3
の発信が75゜BTDCで行われた時にはクランク角信号S1
“H"となっており、TDCで行われた時には“L"となるこ
とを利用している。
クランク角信号S1が“H"であり制御の流れが75゜BTDC
ルーチンへ入ると、次に気筒信号S4が読まれ、“H"の場
合には第一気筒が圧縮行程75゜BTDCであると判別され
る。第4図中、COMは圧縮行程にある気筒を示してお
り、気筒信号S4が“H"の場合COM=1となる。また、CPU
27内には高速カウンタ(CNTで示す)があり、COM=1と
同時にCNT=1となり、エンジンEの回転に従ってクラ
ンク角信号S1が“H"になる度に1−2−3−4と加算し
てゆく。この高速カウンタCNTは気筒信号S4が“H"にな
る毎に初期化(CNT=1)されるため、5以上の数値に
なることはない。
また、気筒信号S4が“L"の場合、高速カウンタの数値
を圧縮行程の気筒と判断してCOM=CNTとするが、本実施
例ではCNTが5以上の数値である場合、高速カウンタが
ノイズ等によって誤動作したと看做してCOM=CNT=1と
するようになっいる。
上記の手順で圧縮行程の気筒COMが判別されると、こ
れから燃料を噴射すべき気筒(NFで示す)を算出する。
この気筒は吸気行程の前すなわち排気行程にあるため、
NF=COM+2となる。ただし、1≦COM≦4であるため、
3≦NF≦6となるが、NF≧5の場合にはNF−4として判
別する。
燃料を噴射すべき気筒NFを判別したら、次に燃料噴射
料QFを求める。燃料噴射量QFを決定するためには、まず
吸気量を求める必要がある。エアフローメータ式空気流
量計をもつシステムでは、エアフローメータ6,吸気温セ
ンサ7,大気圧センサ8の各出力信号およびエンジン回転
数Neから一気筒一吸気行程当りの吸気量(質量)QAを算
出する。次にROM31に記憶させていた目標空燃比(AF)
を検索して、吸気量QAと目標空燃比(AF)とから燃
料噴射量QFを求める。
燃料噴射量QFが決定したら、インジェクタドライバ34
により、インジェクタ1が駆動されて吸気管9内に燃料
が噴射される。尚、この燃料噴射量QFはRAM32内にQF(N
F)として記憶される。
フローチャートでは、次にRAM32からの点火時期SAの
呼出しと点火タイマカウンタのセットが行われるが、当
然のことながらこれは第6図の制御気筒表に示すとおり
上記の燃料噴射気筒NFに対してではなく、現在圧縮行程
にある気筒COMに対するものである。点火タイマカウン
タはCPU27内にあって、始動されるとセット時間後ある
いはクランク回転後に点火ドライバ35を駆動して点火を
行わしめるものである。
75゜BTDCルーチンの実行が終了すると、CPU27は再び
他の演算・制御に戻る。そして、クランクが75゜回転し
た位置で再度起動信号S3が“H"になり、この場合はクラ
ンク角信号S1が“L"であるため制御の流れは第5図のTD
Cルーチンへ入る。
TDCルーチンでは、まず吸気下死点にある気筒(NSで
示す)を算出する。この気筒NSは、現在圧縮行程にある
気筒のCOMの次の気筒であるから、カウンタ数値CNTに1
を加算してNS=CNT+1となる。ただし、この場合も燃
料噴射気筒NFの場合と同様に2≦NS≦5となるため、NS
=5の場合にはNS−4として判別する。
吸気下死点の気筒NSを検定したら、まずこの気筒の吸
気量(質量)QAを求める。吸気量QAは燃料噴射量QFを決
定した時と同様の手順で求めるが、エアフローセンサ6
等からの出力信号は吸気行程終了時のものとなるため、
正確な値が得られる。
次に、点火時期の検索のためにクランク角センサ19か
らの出力信号によりエンジン回転数Neを検出する。エア
フローメータ6等の流量計を用いて吸気量を計測する場
合には、演算にエンジン回転数Neを用いているため、す
でに検出されているが、Dジェトロニック等で吸気量測
定にマニホールド絶対圧センサ(図示せず)を用いてい
るような場合にはここで検出する。
次に、この吸気量QAに対応する目標空燃比(AF)
をROM31から検索する。
次に、NS気筒の75゜BTDCルーチンで実行された燃料噴
射量QFすなわちQF(NS)をRAM32から呼び出し、この燃
料噴射量QF(NS)と前述の吸気量QA′とから実際の空燃
比(AF)を求める。
次に、吸気量QA′とエンジン回転数Neとから、目標点
火時期SAを求める。この目標点火時期SAは、第7図に示
すようなマップ(ROM31に記憶されている)から必要進
角量Saを検索し、求められる。
本実施例では、続いて点火時期の補正を行う。これ
は、上記の目標点火時期SAを決定する際には空燃比のパ
ラメータが用いられていない、つまり目標空燃比が前提
とされていたためである。
点火時期補正量ΔSAは第8図に示すようなマップ(こ
れもROM31に記憶されている)を用いて求められる。こ
のマップに示すように、実際の空燃比(A/F)が理想
空燃比(約14.7)からずれた場合には燃焼速度が遅くな
るため、リーン側でもリッチ側でも決められた数値で点
火を進角させなければならないが、本実施例では実際の
空燃比(A/F)と目標空燃比(A/F)との進角量の差
を点火時期補正量ΔSAとして求めるのである。
点火時期補正量ΔSAを求めたら、上記の目標点火時期
SAを補正(SA=SA+ΔSA)し、RAM32に記憶させる。
これで、TDCルーチンの実行は終了するが、RAM32に記
憶された目標点火時期SAは、次の75゜BTDCルーチンでの
点火時期セットに用いられる。
このように、本実施例ではエンジンEの回転に従い、
75゜BTDCルーチンとTDCルーチンが繰り返され、刻々と
変化する吸気量に合わせた点火が行われるのである。
以上のように、本実施例によれば、吸気下死点での吸
気量QA′を用いて正確な目標点火時期SAを得ると共に、
実際の空燃比(A/F)と目標空燃比(A/F)とのずれ
によりこの目標点火時期SAを補正することによってより
正確な目標点火時期SAを得ることができる。
また、本実施例は直列四気筒燃料噴射エンジンに本発
明を適用したものであるが、V型六気筒等、他の気筒配
置をもつエンジンにも本発明は適用できるし、キャブレ
タによる燃料供給方式をとるものにも適用可能である。
<発明の効果> 本発明の点火時期制御装置によれば、ある気筒の点火
時期をその気筒の吸気下死点又はその近傍での吸入空気
量情報に基づいて設定すると共に、その気筒への供給燃
料情報と前期吸入空気量情報とから求めた空燃比に基づ
いてその点火時期を補正するようにしたので、加減速時
にも気筒毎の正確な点火時期を得ることができ、これに
基づいて気筒毎の正確な点火時期制御を行うことができ
る。このため、加減速時においてもノッキングや出力の
低下を防止できると共に、燃費悪化や排ガス中有毒成分
の増加を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明におけるクランク角センサと気筒判別セ
ンサとがCPUと接続する形態の模式図であり、第2図は
エンジン回転信号の波型図である。また第3図〜第5図
は本発明の演算・制御フローチャートであり、第6図,
第7図および第8図は、各々制御気筒表,点火進角マッ
プおよび点火補正マップである。そして、、第9図は四
気筒ガソリンエンジンにおける集中制御システム全体の
模式図であり、第10図は電子制御ユニットのハードウェ
ア構成図である。 図中、 4はECU、 6はエアフローセンサ、 7は吸気温センサ、 8は大気圧センサ、 19はクランク角センサ、 20は気筒判別センサ、 27はCPU、 31はROM、 32はRAMである。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エンジンの作動状態に基づいて気筒毎の点
    火時期を演算・制御する点火時期制御装置において、 所定気筒への供給燃料量情報を検出する供給燃料量情報
    検出手段と、 前記所定気筒の吸気下死点又はその近傍での吸入空気量
    情報を検出する吸入空気量情報検出手段と、 前記吸入空気量情報に基づいて前記所定気筒の点火時期
    を設定する点火時期設定手段と、 前記供給燃料量情報と吸入空気量情報とから空燃比を検
    出する空燃比検出手段と、 前記空燃比に基づいて前記点火時期を補正する点火時期
    補正手段とを備えたことを特徴とする点火時期制御装
    置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100697160B1 (ko) * 1999-08-06 2007-03-21 프랙스에어 테크놀로지, 인코포레이티드 압축 탱크의 가압 유체 이송용 안전 밸브

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5765864A (en) * 1980-10-08 1982-04-21 Nippon Denso Co Ltd Method and apparatus to control ignition timing
JPS6085253A (ja) * 1983-10-17 1985-05-14 Toyota Motor Corp 点火時期制御方法
JPS62186039A (ja) * 1986-02-10 1987-08-14 Nissan Motor Co Ltd エンジンの燃焼制御装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100697160B1 (ko) * 1999-08-06 2007-03-21 프랙스에어 테크놀로지, 인코포레이티드 압축 탱크의 가압 유체 이송용 안전 밸브

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