JP2731928B2 - 点火時期制御装置 - Google Patents

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、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、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〕

上記目的を達成するため、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
スレッシュホールドを越えたとき、上記点火時期をリタ
ード補正するものであり、上記スレッシュホールドのレ
ベルをスロットル開度に応じてオフセット設定するよう
にする。

また、請求項２に記載の発明は、上記スレッシュホー
ルドレベルのオフセット量は、スロットル開度の増大関
数であるようにする。

また、請求項３に記載の発明は、上記リタード補正の
リタード量は一定であるようにする。

また、請求項４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５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、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
応して求められるスレッシュホールド値のレベルを、加
速状態を加味してオフセット設定して加速用スレッシュ
ホールド値を定め、これに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
回転数の増大分をカットし、その変動を低減する。ま
た、加速用スレッシュホールド値のレベルはスロットル
開度に応じ変化して設定されるので、急加速では遅角補
正が少なくなって加速重視になり、緩加速では遅角補正
が多くなってスナッチ低減重視になり、ドライバの加速
意志に対応した走行フィーリングを生じるようになる。

〔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,スロットル開度センサ19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の信号が入力する基本
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に対する基本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、基本
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。

一方、スロットル開度センサ19のスロットル開度φが
入力するオフセット量算出部31を有する。ここでスレッ
シュホールド値のオフセット量αが、ドライバの加速意
志に応じて加速性を重視するように、第３図（ａ）よう
にスロットル開度φに対し増大関数で設定されており、
このマップを検索してオフセット量αを定める。これら
の基本スレッシュホールド値Nb,オフセット量αは加速
用スレッシュホールド値算出部33に入力し、加速状態を
加味した加速用スレッシュホールド値NBを、NB＝Nb＋α
により算出する。

上記エンジン回転数Ｎと加速用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、この制御時間t,比較判定部28の制御信号およびクラ
ッチミーチセンサ15の走行信号はリタード量設定部30に
入力する。リタード量設定部30は、クラッチミート状態
で制御時間ｔ内でＮ＞NBの場合にのみ、一定のリタード
量θＬを出力する。

かかるリタード量θＬ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θｋ
が、 θｋ＝θＬ＋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
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、基本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基本スレ
ッシュホールド値Nbが設定される。

また、ドライバの加速意志に応じたスロットル開度φ
がオフセット量算出部31に入力し、スロットル開度φに
応じたオフセット量αが設定される。そして基本スレッ
シュホールド値Nb,オフセット量αは加速用スレッシュ
ホールド値算出部33に入力して加速用スレッシュホール
ド値NBが算出されるのであり、このためスロットル開度
φの小さい緩加速では加速用スレッシュホールド値NBの
レベルが第４図（ａ）の実線のように低く、スロットル
開度φの大きい急加速では加速用スレッシュホールド値
NBのレベルが第４図の一点鎖線のように高く設定される
ことになる。そして比較判定部28でエンジン回転数Ｎと
加速用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30からＮ＞NBの場合にのみ一定のリタード量θ
Ｌが出力する。リタード量θＬは補正部32で補正される
が、水温が高く、エンジン回転数が低く、更に低速段の
条件ではθＬ≒θｋになり、補正部24では点火時期θIG
が略リタード量θＬにより遅角補正される。

そこで、加速開始時にエンジン回転数Ｎが移動しなが
ら上昇する過程において、Ｎ＞NBの領域毎にスレッシュ
ホールド値θＬで遅角されてエンジン回転数Ｎの加速用
スレッシュホールド値NBに対する増加分だけが抑制され
る。また、エンジン回転数Ｎが低下してＮ＜NBになると
再び点火時期θIgの点火時期制御に戻ってエンジン回転
数Ｎの上昇が促されるのであり、こうしてエンジン回転
数Ｎおよびエンジン出力は、急激な上昇に伴うスナッチ
を低減しつつ積極的に増大して加速性も発揮するように
なる。

ここで、緩加速では加速用スレッシュホールド値NBが
低いことで、エンジン回転数Ｎの変動が減じてもＮ＞NB
の範囲は略一定化する。このため、変動中に第４図
（ｂ）の実線のようにリタード量θＬの値と時間とが略
一定の状態で充分に遅角されるのであり、こうしてエン
ジン回転変動は速やかに収束してスナッチ低減重視の特
性になる。

一方、急加速では加速用スレッシュホールド値NBのレ
ベルが高く設定されるため、エンジン回転数Ｎの変動が
減じて増加分が少なくなると、第４図（ｂ）の一点鎖線
のようにＮ＞NBの範囲と共にリタード量θＬによる遅角
補正時間が短縮化する。そこで、エンジン回転数Ｎの変
動減少に伴い通常制御時間が増してエンジン回転数Ｎの
上昇が促進され、加速重視の特性になる。

そしてＮ＝NBに収束したり、制御時間ｔを経過する
と、リタード量θＬ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、エンジン回転数の落
込みが回避される。

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、加速時の点
火時期制御によるスナッチ低減において、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に遅角補正するので、
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、スレッシュホールド値を加速状態に応じオフ
セットして設定するので、緩加速ではスナッチ低減重視
の特性になって、乗り心地かせ向上する。

また、急加速では加速重視の特性になって、加速性が
向上し、ドライバの意志に合ったフィーリングが得られ
る。

さらにまた、加速用スレッシュホールド値は基本スレ
ッシュホールド値のレベルをスロットル開度に応じて可
変して定める方式であるから、容易な制御で２種類の特
性を的確に得ることができる。

【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）は各マップの特性図、 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…基本スレッシュホールド値算出部、28…比較判
定部、30…リタード量設定部、31…オフセット量算出
部、33…加速用スレッシュホールド値算出部

Claims (5)

(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、上記点火時期をリタード補正するもので
   あり、上記スレッシュホールドのレベルをスロットル開
   度に応じてオフセット設定することを特徴とする点火時
   期制御装置。
2. 【請求項２】上記スレッシュホールドレベルのオフセッ
   ト量は、スロットル開度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。
3. 【請求項３】上記リタード補正のリタード量は一定であ
   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。
5. 【請求項５】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４記
   載の点火時期制御装置。