JP2731927B2 - 点火時期制御装置 - Google Patents

点火時期制御装置

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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、車両用エンジンにおける急加速開始時の点
火時期制御装置に関し、詳しくは、急加速開始時のエン
ジン回転数の変動に伴うスナッチ低減対策に関する。
〔従来の技術〕
近年、車両用エンジンの点火時期は予めマップにより
設定されており、各運転条件でこのマップを検索するこ
とで、常に最適に電子制御される傾向にある。ここで、
エンジンが定常的に運転される場合は、吸入空気量,燃
料,点火時期等の変化が小さいことで、滑らかな運転状
態が確保される。一方、急加速時には吸入空気量,燃
料,点火時期等が急激に大きく変化するため、急加速開
始の過渡状態では駆動系の捩り振動を引起し、エンジン
回転数が大きく変動しながら上昇し、ショックや振動の
スナッチ現象を生じ、乗り心地の悪化を招く。このた
め、かかる過渡時のスナッチを低減することが望まれ、
この対策として点火時期制御でエンジン回転数の変動を
抑制することが提案されている。
そこで従来、上記スナッチ低減対策としての点火時期
制御に関しては、例えば特開昭59−201971号公報の先行
技術がある。ここで、エンジン回転数の変動時において
変化量が正の場合はそれに比例して点火時期を遅角さ
せ、負の場合はそれに比例して点火時期を進角させるこ
とが示されている。
〔発明か解決しようとする課題〕
ところで、上記先行技術のものにあっては、過度なス
ナッチを防止するためには大幅な点火時期の進,遅角が
必要となり、ノッキングを発生したり、エンジンの燃焼
が大幅に悪化する問題がある。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、その目
的とするところは、急加速開始時にエンジン回転数の上
昇と共に加速性を良好に保ちながら、スナッチを有効に
低減することが可能な点火時期制御装置を提供すること
にある。
〔課題を解決するための手段〕
前述の目的を達成するために、請求項1記載の発明
は、エンジンの運転状態に応じて点火時期を設定する点
火時期制御装置において、加速時にエンジン回転数の変
動幅内にスレッシュホールドを設定し、エンジン回転数
が上記にスレッシュホールドを越えたとき、エンジン回
転数変動の大きさに応じて上記点火時期をリタード補正
することを特徴とする。
また、請求項2に記載の発明は、上記リタード補正に
よるリタード量として、エンジン回転数変動の初回振幅
に対しては固定値を設定し、それ以降の振幅に対しては
前回振幅時のエンジン回転数変動の大きさに応じた値を
設定するようにする。
また、請求項3に記載の発明は、上記リタード補正に
よるリタード量は、エンジン回転数変動の大きさの増大
関数であるようにする。
また、請求項4に記載の発明は、上記エンジン回転数
変動の大きさは、エンジン回転数の上記スレッシュホー
ルドからの最大変動幅であるようにする。
また、請求項5に記載の発明は、上記スレッシュホー
ルドは、エンジン回転数をローパスフィルタを通すこと
により設定されるようにする。
また、請求項6に記載の発明は、上記ローパスフィル
タの時定数は、変速段に応じて可変に設定されるように
する。
〔作用〕
上記構成に基づき、急加速開始時にエンジン回転数が
変動しながら上昇する場合に、エンジン回転数の変動に
対するスレッシュホールド値より大きい範囲でのみ点火
時期が遅角補正されて、パワーロスを抑えながらエンジ
ン回転数の平均以上の増大分をカットし、その変動を低
減する。また、リタード量はエンジン回転数のスレッシ
ュホールド値に対するピーク値に応じて可変制御される
ので、エンジン回転数の変動の減少に伴い遅角補正が少
なくなって、エンジン出力,エンジン回転数は迅速に増
大するようになる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第2図において、本発明が適用されるエンジンの概略
について述べると、符号1はエンジン本体、2は燃焼室
であり、燃焼室2に点火プラグ3が設置される。吸気系
においてエアクリーナ4が吸気管5を介してスロットル
弁6を有するスロットルボデー7に連通し、このスロッ
トルボデー7が吸気マニホールド8を介して燃焼室2の
吸気弁9を有する吸入ポート10に連通しており、吸入ポ
ート10に燃料噴射するインジェクタ11がマルチポイント
式に取付けられる。一方、制御系としてエアクリーナ4
の直下流に設けられて吸入空気量を検出するエアフロー
メータ12,クランク角センサ13,シフト位置センサ14,ク
ラッチ係合による車両走行を検出するクラッチミートセ
ンサ15,水温センサ16等を有し、これらの信号が制御ユ
ニット20に入力する。そして制御ユニット20からの燃料
噴射信号がインジェクタ11に入力して燃料噴射制御し、
点火信号が点火コイル17,ディストリビュータ18を介し
て点火プラグ3へ入力して所定の時期に点火するように
なっている。
第1図において、制御ユニット20の点火時期制御系に
ついて述べる。先ず、クラクランク角センサ13の回転数
信号が入力するエンジン回転数検出部21を有し、エンジ
ン回転数Nを検出する。このエンジン回転数Nとエアフ
ローメータ12の吸入空気量Qとは基本燃料噴射量算出部
22に入力し、基本燃料噴射量Tpを、Tp=K・Q/N(Kは
定数)により算出するのであり、これらのエンジン回転
数N,基本燃料噴射量Tpは点火時期設定部23に入力する。
ここで、各運転条件に応じた最適な点火時期θIGが予め
基本燃料噴射量Tpとエンジン回転数Nのマップで定めて
あり、このマップを検索して最適点火時期θIGが設定さ
れる。そしてこの最適点火時期θIGは、補正部24で所定
の条件で補正されて駆動部25に入力し、クランク角セン
サ13の角度信号に基づきピストン上死点前の所定の時期
で点火信号を出力するようになっている。
上記制御系においてスナッチ低減対策の補正制御系に
ついて述べる。先ず、基本燃料噴射量Tpが入力する加速
判定部26を有し、dTp/dtにより加速を判断する。また、
エンジン回転数Nとシフト位置Sの信号が入力するスレ
ッシュホールド値算出部27を有し、エンジン回転数Nに
対するにスレッシュホールド値NBを算出する。即ち、各
シフト位置に対応させた時定数のなかから現在のシフト
位置Sの信号と対応させた時定数をローパスフィルタと
して選び出し、加速開始時のエンジン回転数Nの変動周
期に応じて上記時定数を随時対応変化させてエンジン回
転数Nにローパスフィルタをかけてなまし、スレッシュ
ホールド値NBをエンジン回転数Nの上昇に沿ってその変
動幅の平均に設定するのである。これらのエンジン回転
数N,スレッシュホールド値NBは比較判定部28に入力し
て、N>NBの場合にのみ制御信号を出力する。上記加速
判定部26の加速信号は制御時間設定部29に入力して制御
時間tが設定されるのであり、制御時間t,比較判定部28
の出力およびクラッチミートセンサ15の走行信号はリタ
ード制御部30に入力する。
一方、比較判定部28の出力はリタード量設定部31に入
力し、ピーク値Pを、P=N−NBにより算出し、リター
ド量θL(P)を、ピーク値Pとの関係で第3図(a)
のマップを検索して定める。上記リタード制御部30は、
クラッチミート状態で制御時間t以内でN>NBの場合に
のみ、リタード量θL(P)を出力するが、初回は一定
の初期値θLIを出力し、2回目以降は前回のθL(P)
を出力する。
かかるリタード量θL(P)は補正部32に入力し、エ
ンジン回転数Nに対する補正量θN,水温Tに対する補正
量θT,シフト位置Sに対する補正量θSで補正される。
ここで、第3図(b)のようにエンジン回転数Nに対す
る補正量θNはエンジン回転数Nに対し減少関数で、水
温Tに対する補正量θTは水温Tに対し増大関数で、シ
フト位置Sに対する補正量θSはシフト位置Sのギヤ比
に対し増大関数で定められる。そしてリタード補正量θ
kが、 θk=θL(P)+θN+θT+θS により算出されるのであり、この結果、リタード量θL
(P)に対しエンジン回転数Nが高く,水温Tが低く,
シフト位置Sのギヤ比が小さい条件では、リタード補正
量θkは減少補正される。このリタード補正量θkは補
正部24に入力し、θIG−θkにより遅角補正されるよう
に構成されている。
次いで、かかる構成の点火時期制御装置の作用につい
て述べる。
先ず、エンジン運転時にエンジン本体1の燃焼室2に
はスロットル弁6の開度に応じて空気が吸入され、イン
ジェクタ11から燃料噴射されて混合気を生成する。そし
てピストン上死点前の所定の時期に制御ユニット20から
の点火信号で、点火コイル17,ディストリビュータ18を
介して点火プラグ3が混合気を着火燃焼することで、エ
ンジン出力を生じる。
そこで、車両停止時または車両走行中の定常運転等で
は、制御ユニット20の点火時期設定部23で基本燃料噴射
量Tpとエンジン回転数Nとにより各運転条件に応じて最
適な点火時期θIGが設定され、この最適点火時期θIGに
よる点火信号が出力して点火時期が電子制御されること
で、エンジン出力が有効に生じて出力アップする。
一方、車両走行中に急加速すると、多量の空気と共に
燃料が供給され、最適点火時期θIGもこの場合に適して
設定され、このためエンジン回転数Nおよびエンジン出
力は急激に増大するのであり、この急加速開始の際は特
にエンジン回転数Nが第4図(a)のように変動しなが
ら上昇する。するとかかる急加速は加速判定部26で判断
されて制御時間tが設定され、スレッシュホールド値算
出部27でエンジン回転数Nの変動幅の略中間に第4図
(a)のようににスレッシュホールド値NBが設定され
る。そして比較制御部28でエンジン回転数Nとにスレッ
シュホールド値NBとが比較され、リタード量設定部31で
ピーク値Pによるリタード量θL(P)が設定され、リ
タード制御部30からN>NBの場合にのみ初期値θLIまた
はリタード量θL(P)が出力する。
そこで、初回に初期値θLIが出力し、これが補正部32
で補正されるが、水温Tかが高く、エンジン回転数Nが
低く、更に低速段の条件ではθk=θLIになり、補正部
24で最適点火時期θIGはリタード補正量θkにより第4
図(b)のように多目に遅角補正される。このため、エ
ンジン回転数と共にエンジンの出力の上昇が一時的に抑
えられることにより、エンジン回転数Nが低下してN<
NBになると再び最適点火時期θIGの点火時期制御に戻っ
てエンジン回転数Nの上昇が促される。そして2回目以
降は、前回のピーク値Pに応じたリタード量θL(P)
がN>NBの場合にのみ出力して遅角補正されることで、
リタード量θL(P)の値は小さくなる。こうして、急
加速開始時にエンジン回転数Nの変動状態に応じ、N>
NBのエンジン回転数Nの増大域でのみ遅角補正されるこ
とで、エンジン回転数Nの急増が抑制されて滑らかに上
昇するのであり、これによりスナッチが低減される。
そしてN=NBに収束したり、制御時間tを経過する
と、θL(P)は出力しなくなり、これにより再び元の
最適点火時期θIGに復帰して出力アップするようにな
る。
なお、水温Tが低い場合はリタード量θL(P)が水
温Tに対する補正量θTにより減少補正され、燃焼が良
好に確保される。また、高速段,エンジン回転数Nが高
い場合もリタード量θL(P)がシフト位置S,エンジン
回転数Nに対する補正量θS,θNで減少補正され、不必
要なリタードが回避される。
以上、本発明の一実施例について述べたが、これのみ
に限定されない。
〔発明の効果〕
以上述べてきたように、本発明によれば、急加速時の
点火時期制御によるスナッチ低減において、にスレッシ
ュホールド値を定めてこのスレッシュホールド値よりエ
ンジン回転数が高い条件でのみ矩形状の遅角補正するの
で、有効な遅角はエンジン回転数の平均以上の領域の最
小限で行なわれ、パワーロスを最低に抑えながらエンジ
ン回転数の変動によるスナッチを低減し得る。
さらに、遅角量はエンジン回転数とスレッシュホール
ド値との差に応じ可変制御されるので、パワーロス,エ
ンジン回転数の落込みが少ない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の点火時期制御装置の実施例の要部を示
すブロック図、 第2図は本発明が適用されるエンジンの概略を示す図、 第3図(a),(b)はマップの特性図、 第4図は加速時の点火時期制御状態を示す図である。 1…エンジン本体、3…点火プラグ、20…制御ユニッ
ト、23…点火時期設定部、24…補正部、26…加速判定
部、27…スレッシュホールド値算出部、28…比較判定
部、30…リタード制御部、31…リタード量設定部

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エンジンの運転状態に応じて点火時期を設
    定する点火時期制御装置において、 加速時にエンジン回転数の変動幅内にスレッシュホール
    ドを設定し、エンジン回転数が上記スレッシュホールド
    を越えたとき、エンジン回転数変動の大きさに応じて上
    記点火時期をリタード補正することを特徴とする点火時
    期制御装置。
  2. 【請求項2】上記リタード補正によるリタード量とし
    て、エンジン回転数変動の初回振幅に対しては固定値を
    設定し、それ以降の振幅に対しては前回振幅時のエンジ
    ン回転数変動の大きさに応じた値を設定することを特徴
    とする請求項(1)記載の点火時期制御装置。
  3. 【請求項3】上記リタード補正によるリタード量は、エ
    ンジン回転数変動の大きさの増大関数であることを特徴
    とする請求項(1)記載の点火時期制御装置。
  4. 【請求項4】上記エンジン回転数変動の大きさは、エン
    ジン回転数の上記スレッシュホールドからの最大変動幅
    であることを特徴とする請求項(1)記載の点火時期制
    御装置。
  5. 【請求項5】上記スレッシュホールドは、エンジン回転
    数をローパスフィルタを通すことにより設定されること
    を特徴とする請求項(1)記載の点火時期制御装置。
  6. 【請求項6】上記ローパスフィルタの時定数は、変速段
    に応じて可変に設定されることを特徴とする請求項
    (5)記載の点火時期調整装置。
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