JP2861043B2 - Ignition timing control device for spark ignition type internal combustion engine - Google Patents

Ignition timing control device for spark ignition type internal combustion engine

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JP2861043B2
JP2861043B2 JP11678289A JP11678289A JP2861043B2 JP 2861043 B2 JP2861043 B2 JP 2861043B2 JP 11678289 A JP11678289 A JP 11678289A JP 11678289 A JP11678289 A JP 11678289A JP 2861043 B2 JP2861043 B2 JP 2861043B2
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ignition timing
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correction
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純 竹村
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  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、ガソリンエンジン等の火花点火式内燃機関
(以下、「内燃機関」を単に「エンジン」という場合が
ある)における点火時期制御装置に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an ignition timing control device for a spark ignition type internal combustion engine such as a gasoline engine (hereinafter, “internal combustion engine” may be simply referred to as “engine”). .

[従来の技術] 従来より、例えばガソリンエンジンの点火時期制御は
次のようにして行なわれている。すなわち、エンジン吸
入空気量を検出する流量センサ(この流量センサの代わ
りに吸気通路圧力を検出する圧力センサを用いてもよ
い)およびエンジン回転数を検出するエンジン回転数セ
ンサからエンジンの運転状態を検出し、これらのセンサ
からの検出結果に基づいて、吸入空気量Aをエンジン回
転数Nで割って得られる体積効率Ev(A/N)あるいは吸
気通路圧力とエンジン回転数Nとで決まる進角値(点火
時期情報)をもった2次元マップから基本点火時期情報
を求め、この基本点火時期情報に適宜の補正を行ない、
このようにして得られた点火時期情報に基づき点火装置
(点火プラグや点火コイル等)を作動させることによ
り、エンジンの点火時期を制御している。
[Related Art] Conventionally, for example, ignition timing control of a gasoline engine has been performed as follows. That is, the operating state of the engine is detected from a flow sensor for detecting the amount of engine intake air (a pressure sensor for detecting the intake passage pressure may be used instead of the flow sensor) and an engine speed sensor for detecting the engine speed. Then, based on the detection results from these sensors, a volume efficiency Ev (A / N) obtained by dividing the intake air amount A by the engine speed N or an advance angle value determined by the intake passage pressure and the engine speed N Basic ignition timing information is obtained from a two-dimensional map having (ignition timing information), and the basic ignition timing information is appropriately corrected.
The ignition timing of the engine is controlled by operating an ignition device (ignition plug, ignition coil, etc.) based on the ignition timing information obtained in this manner.

[発明が解決しようとする課題] 上述の基本点火時期情報に対して行なう適宜の補正に
は、エンジンの冷却水温に基づく補正や吸気温に基づく
補正等があるが、特に、エンジンの加速時に、ノック
(ノッキング)が生じるので、エンジンの加速時にも点
火時期情報に対して何らかの補正を行なう必要がある。
[Problems to be Solved by the Invention] The appropriate correction to be performed on the basic ignition timing information described above includes a correction based on an engine cooling water temperature and a correction based on an intake air temperature. Since knocking (knocking) occurs, some correction must be made to the ignition timing information even when the engine is accelerating.

ここで、ノックは自己着火によって誘起される燃焼室
内の振動現象であり、かかるノックにより、不快な音が
発生するだけでなく、エンジンにも悪影響を及ぼすおそ
れがある。
Here, knocking is a vibration phenomenon in the combustion chamber induced by self-ignition, and such knocking may not only generate an unpleasant sound but also adversely affect the engine.

そこで、従来は、かかるノックの発生を防止するため
に、点火時期を遅らせるような制御が一般に行なわれて
いるが、この場合、ノックの発生に結び付くエンジン現
象の検出が困難であるため、点火時期は最悪の条件でも
ノックを発生させないような安全な側に遅らせる制御法
を採用している。
Therefore, conventionally, control for delaying the ignition timing is generally performed in order to prevent the occurrence of the knock.However, in this case, it is difficult to detect an engine phenomenon that leads to the occurrence of the knock. Adopts a control method that delays to a safe side so that knock does not occur even in the worst condition.

ところで、ノックを生じる点火角は、第4図に示すご
とく、燃焼室壁部の温度(燃焼室壁温)に関係してお
り、また加速時において低負荷から高負荷に変わる際に
は、燃焼室壁温は温度上昇の遅れ(第5図参照)によっ
て定常時より低いため、燃焼室壁温が定常にまで上昇す
る数十サイクル間は、点火角に対して進角してもノック
は生じない。
As shown in FIG. 4, the ignition angle at which knock occurs is related to the temperature of the combustion chamber wall (combustion chamber wall temperature). Since the chamber wall temperature is lower than the steady state due to a delay in the temperature rise (see FIG. 5), knock occurs even if the ignition angle is advanced during several tens of cycles when the combustion chamber wall temperature rises to the steady state. Absent.

本発明は、このような知見に基づき創案されたもの
で、燃焼エネルギー量情報から点火時期情報を求めるこ
とができるようにすることにより、点火時期を必要以上
に遅角させないようにしながら、エンジン出力およびエ
ンジン効率の向上をはかるとともに、加速性能を改善で
きるようにした、火花点火式内燃機関の点火時期制御装
置を提供することを目的とする。
The present invention has been made based on such knowledge, and by making it possible to obtain ignition timing information from combustion energy amount information, it is possible to prevent the ignition timing from being unnecessarily retarded while maintaining the engine output. Further, it is an object of the present invention to provide an ignition timing control device for a spark ignition type internal combustion engine capable of improving engine efficiency and improving acceleration performance.

[課題を解決するための手段] このため、本発明の火花点火式内燃機関の点火時期制
御装置は、火花点火式内燃機関の運転状態に応じて点火
時期を設定する点火時期設定手段と、該点火時期設定手
段で設定された上記点火時期情報に基づき点火装置を作
動させる点火装置作動手段とをそなえ、該点火時期設定
手段が、燃焼エネルギー量を示す変数についての測定値
に関し該測定値の最新データを該測定値の過去のデータ
で修正する修正手段と、該修正手段で得られた該燃焼エ
ネルギー量に関する修正データに基づいて該点火時期を
進角側に補正する点火時期補正手段とを含んで構成され
ていることを特徴としている。
[Means for Solving the Problems] For this reason, an ignition timing control apparatus for a spark ignition type internal combustion engine according to the present invention comprises: an ignition timing setting means for setting an ignition timing according to an operation state of the spark ignition type internal combustion engine; Igniter operating means for operating an igniter based on the ignition timing information set by the ignition timing setting means, wherein the ignition timing setting means updates the latest measured value with respect to the measured value of the variable indicating the amount of combustion energy. Correction means for correcting data with past data of the measured value; and ignition timing correction means for correcting the ignition timing to an advanced side based on correction data on the amount of combustion energy obtained by the correction means. It is characterized by comprising.

[作 用] 上述の本発明の火花点火式内燃機関の点火時期制御装
置では、点火時期設定手段で設定された点火時期情報に
基づき点火装置が作動せしめられるが、このとき点火時
期は次のようにして求められる。すなわち、まず、修正
手段で、燃焼エネルギー量を示す変数についての測定値
に関し該測定値の最新データを該測定値の過去のデータ
で修正し、ついで点火時期補正手段で、修正手段で得ら
れた燃焼エネルギー量に関する修正データに基づいて点
火時期が進角側に補正される。
[Operation] In the ignition timing control device for a spark ignition type internal combustion engine of the present invention described above, the ignition device is operated based on the ignition timing information set by the ignition timing setting means. At this time, the ignition timing is as follows. Is required. That is, first, the correction unit corrects the latest data of the measured value with respect to the measured value of the variable indicating the amount of combustion energy with the past data of the measured value, and then obtained by the ignition timing correction unit and the corrected unit. The ignition timing is corrected to the advanced side based on the correction data on the combustion energy amount.

[実 施 例] 以下、図面により本発明の一実施例としての火花点火
式内燃機関の点火時期制御装置について説明すると、第
1図はその制御系およびエンジン概略システムを示す全
体構成図、第2図はその点火時期を求めるためのフロー
チャート、第3図は燃焼室壁温と燃焼エネルギー量との
関係を説明する図である。
[Embodiment] Hereinafter, an ignition timing control device for a spark ignition type internal combustion engine as one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a control system and an engine schematic system. FIG. 3 is a flowchart for obtaining the ignition timing, and FIG. 3 is a diagram for explaining the relationship between the combustion chamber wall temperature and the amount of combustion energy.

さて、本装置によって制御される車載用ガソリンエン
ジンシステム(火花点火式内燃機関システム)は、第1
図のようになるが、この第1図において、ガソリンエン
ジンE(以下、単にエンジンEという)はその燃焼室1
に通じる吸気通路2および排気通路3を有しており、吸
気通路2と燃焼室1とは吸気弁4によって連通制御され
るとともに、排気通路3と燃焼室1とは排気弁5によっ
て連通制御されるようになっている。
The vehicle-mounted gasoline engine system (spark ignition type internal combustion engine system) controlled by this device is the first type.
As shown in FIG. 1, in FIG. 1, a gasoline engine E (hereinafter simply referred to as engine E) has a combustion chamber 1 thereof.
The intake passage 2 and the exhaust passage 3 communicate with each other. The communication between the intake passage 2 and the combustion chamber 1 is controlled by an intake valve 4, and the communication between the exhaust passage 3 and the combustion chamber 1 is controlled by an exhaust valve 5. It has become so.

また、吸気通路2には、上流側から順にエアクリーナ
6,スロットル弁7および電磁式燃料噴射弁(インジェク
タ)8が設けられており、排気通路3には、その上流側
から順に図示しないが排ガス浄化用の触媒コンバータ
(三元触媒)およびマフラ(消音器)が設けられてい
る。
In addition, an air cleaner is provided in the intake passage 2 in order from the upstream side.
6, a throttle valve 7 and an electromagnetic fuel injection valve (injector) 8 are provided. In the exhaust passage 3, a catalytic converter (three-way catalyst) for purifying exhaust gas and a muffler (muffler) Device) is provided.

なお、インジェクタ8は吸気マニホルド部分に気筒数
だけ設けられている。今、本実施例のエンジンEが直列
4気筒エンジンであるとすると、インジェクタ8は4個
設けられていることになる。即ちいわゆるマルチポイン
ト燃料噴射(MPI)方式のエンジンであるということが
できる。
Note that the injectors 8 are provided in the intake manifold portion by the number of cylinders. Now, assuming that the engine E of the present embodiment is an in-line four-cylinder engine, four injectors 8 are provided. That is, it can be said that the engine is a so-called multipoint fuel injection (MPI) type engine.

また、スロットル弁7はワイヤケーブルを介してアク
セルペダルに連結されており、これによりアクセルペダ
ルの踏込み量に応じて開度が変わるようになっている。
Further, the throttle valve 7 is connected to the accelerator pedal via a wire cable, so that the opening degree changes according to the amount of depression of the accelerator pedal.

さらに、各気筒には、その燃焼室1へ向けて点火プラ
グ9が設けられており、各点火プラグ9はディストリビ
ュータ(図示せず)を介して点火コイル10に接続されて
いる。そして、点火コイル10付きのパワートランジスタ
11のオフ動作によって点火コイル9に高い電圧が発生し
て、ディストリビュータにつながっている点火プラグ9
のいずれかがスパーク(点火)するようになっている。
なお、パワートランジスタ11のオン動作によって点火コ
イル10はバッテリ12により充電を開始される。そして、
これらの点火プラグ9,ディストリビュータ,点火コイル
10,パワートランジスタ11で、点火装置を構成する。
Further, each cylinder is provided with an ignition plug 9 toward the combustion chamber 1, and each ignition plug 9 is connected to an ignition coil 10 via a distributor (not shown). And a power transistor with an ignition coil 10
A high voltage is generated in the ignition coil 9 by the OFF operation of the ignition coil 9 and the ignition plug 9 connected to the distributor
Is sparked (ignited).
The ignition coil 10 is started to be charged by the battery 12 when the power transistor 11 is turned on. And
These spark plug 9, distributor, ignition coil
10, the power transistor 11 forms an ignition device.

このような構成により、スロットル弁7の開度に応じ
エアクリーナ6を通じて吸入された空気が吸気マニホル
ド部分でインジェクタ8からの燃料と適宜の空燃比とな
るように混合され、燃焼室1内で点火プラグ9を適宜の
タイミングで点火させることにより、燃焼せしめられ
て、エンジントルクを発生させたのち、混合気は、排ガ
スとして排気通路3へ排出され、触媒コンバータで排ガ
ス中のCO,HC,NOXの3つの有害成分を浄化されてから、
マフラで消音されて大気側へ放出されるようになってい
る。
With such a configuration, the air sucked through the air cleaner 6 according to the opening degree of the throttle valve 7 is mixed with the fuel from the injector 8 at the intake manifold portion so as to have an appropriate air-fuel ratio. 9 is ignited at an appropriate timing to be burned to generate engine torque, and then the air-fuel mixture is discharged to the exhaust passage 3 as exhaust gas, and the catalytic converter converts CO, HC, and NO X in the exhaust gas. After purifying the three harmful components,
The sound is muted by the muffler and released to the atmosphere.

さらに、このエンジンEを制御するために、種々のセ
ンサが設けられている。まず吸気通路2側には、そのエ
アクリーナ配設部分に、吸入空気量をカルマン渦情報か
ら検出する体積流量計としてのエアフローセンサ13,吸
入空気温度を検出する吸気温センサおよび大気圧を検出
する大気圧センサが設けられており、そのスロットル弁
配設部分に、スロットル弁7の開度を検出するポテンシ
ョメータ式のスロットルセンサ,アイドリング状態を検
出するアイドルスイッチが設けられている。
Further, various sensors are provided to control the engine E. First, on the side of the intake passage 2, an air flow sensor 13 as a volume flow meter for detecting the amount of intake air from Karman vortex information, an intake air temperature sensor for detecting the intake air temperature, and a large air pressure sensor for detecting the atmospheric pressure are provided in the air cleaner portion. An air pressure sensor is provided, and a potentiometer type throttle sensor for detecting an opening degree of the throttle valve 7 and an idle switch for detecting an idling state are provided in a portion where the throttle valve is provided.

また、排気通路3側には、触媒コンバータの上流側で
燃焼室1に近い部分に、排ガス中の酸素濃度(O2濃度)
を検出する酸素濃度センサ(O2センサ)が設けられてい
る。
Further, on the exhaust passage 3 side, the oxygen concentration (O 2 concentration) in the exhaust gas is located in a portion near the combustion chamber 1 on the upstream side of the catalytic converter.
Is provided with an oxygen concentration sensor (O 2 sensor) for detecting the pressure.

さらに、エンジン冷却水温を検出する水温センサが設
けられるほかに、クランク角度を検出するクランク角セ
ンサ14(このクランク角センサ14はエンジン回転数Nを
検出するエンジン回転数センサも兼ねているので、以
下、必要に応じ、このクランク角センサ14をエンジン回
転数センサと称することがある)および第1気筒(基準
気筒)の上死点を検出するTDCセンサがそれぞれディス
トリビュータに設けられている。
Further, in addition to a water temperature sensor for detecting an engine cooling water temperature, a crank angle sensor 14 for detecting a crank angle (the crank angle sensor 14 also serves as an engine speed sensor for detecting the engine speed N, If necessary, the crank angle sensor 14 may be referred to as an engine speed sensor) and a TDC sensor for detecting the top dead center of the first cylinder (reference cylinder) is provided in each distributor.

ところで、上記の各センサからの検出信号は、電子制
御ユニット(ECU)15へ入力されるようになっている。
By the way, the detection signals from the above-mentioned sensors are input to an electronic control unit (ECU) 15.

また、ECU15は、ハードアウェア的にその構成を見る
と、CPU,RAM(バックアップRAMを含む),ROM,適宜の入
出力インタフェース回路をそなえており、その入力イン
ターフェース回路を通じてあるいは直接に各センサから
の信号がCPUへ入力されるとともに、出力インタフェー
ス回路を通じてCPUからの点火時期制御信号がパワート
ランジスタ11へ出力され、更には点火コイル10からディ
ストリビュータを介して各点火プラグ9を順次スパーク
させてゆくようになっている。
In terms of hardware, the ECU 15 has a CPU, a RAM (including a backup RAM), a ROM, and an appropriate input / output interface circuit, and receives signals from each sensor through the input interface circuit or directly. A signal is input to the CPU, an ignition timing control signal from the CPU is output to the power transistor 11 through the output interface circuit, and further, each spark plug 9 is sequentially sparked from the ignition coil 10 via the distributor. Has become.

なお、CPUからは出力インタフェース回路を通じ噴射
燃料制御信号がインジェクタ8へ出力されるようになっ
ており、これによりこの噴射燃料制御信号によって決ま
る時間だけインジェクタ8から燃料が噴射されて、所望
の空燃比となるよう制御される。
A fuel injection control signal is output from the CPU to the injector 8 through an output interface circuit, whereby fuel is injected from the injector 8 for a time determined by the fuel injection control signal to obtain a desired air-fuel ratio. Is controlled so that

今、点火時期制御に着目して、ECU15を、かかる点火
時期制御のための機能ブロックを用いて示すと、第1図
に示すようになる。すなわち、この点火時期制御装置
は、基本点火時期設定手段としての基本点火角設定手段
30,点火時期補正量設定手段31,加算手段34,点火信号発
生手段35を有している。
Now, focusing on the ignition timing control, the ECU 15 is shown by using a functional block for such ignition timing control, as shown in FIG. That is, the ignition timing control device includes a basic ignition angle setting means as a basic ignition timing setting means.
An ignition timing correction amount setting means 31, an adding means 34, and an ignition signal generating means 35 are provided.

ここで、基本点火角設定手段30は、エンジンEの運転
状態(この運転状態はエアフローセンサ13からのエンジ
ン負荷情報とエンジン回転数センサ14からのエンジン回
転数情報とから決まる)に応じて基本点火時期を設定す
るもので、例えばA/N,Nとから決まる2次元の基本点火
時期データ(進角データ)Θを記憶する基本点火時期
マツプをもっている。
Here, the basic ignition angle setting means 30 sets the basic ignition angle in accordance with the operating state of the engine E (this operating state is determined from the engine load information from the air flow sensor 13 and the engine speed information from the engine speed sensor 14). used to set the timing, for example, have a basic ignition timing Matsupu for storing a / N, 2-dimensional basic ignition timing data determined from the N (advance data) theta 0.

点火時期補正量設定手段31は、燃焼エネルギー量を示
す変数(例えば吸入空気量Aや燃料噴射量u)について
移動平均処理または1次フィルタ処理を施して燃焼エネ
ルギー指標CIを算出する燃焼エネルギー指標算出手段32
と、この燃焼エネルギー指標算出手段32で得られた燃焼
エネルギー指標CIから点火時期補正量ΔAを求める点火
時期補正量演算手段としての点火角補正手段33とをそな
えて構成されている。
The ignition timing correction amount setting means 31 performs a moving average process or a primary filter process on a variable indicating the combustion energy amount (for example, the intake air amount A or the fuel injection amount u) to calculate a combustion energy index CI. Means 32
And an ignition angle correction means 33 as an ignition timing correction amount calculation means for obtaining an ignition timing correction amount ΔA from the combustion energy index CI obtained by the combustion energy index calculation means 32.

ここで、移動平均処理を施して燃焼エネルギー指標CI
を算出する場合は次の(1),(2)式を用いる。
Here, moving average processing is performed to obtain the combustion energy index CI.
Is calculated using the following equations (1) and (2).

(1−1)燃焼エネルギー量を示す変数として吸入空気
量Aを用いる場合 (1−2)燃焼エネルギー量を示す変数として供給燃料
量uを用いる場合 ここで、nは移動平均対象数(2〜3)、A/Ni-k
(i−k)サイクル目のエンジン回転数当りの吸入空気
量、Ni-kは(i−k)サイクル目のエンジン回転数、u
i-kは(i−k)サイクル目の供給燃料量である。
(1-1) When the intake air amount A is used as a variable indicating the combustion energy amount (1-2) When the supplied fuel amount u is used as a variable indicating the combustion energy amount Here, n is the number of moving average targets (2 to 3), A / Nik is the amount of intake air per engine revolution in the ( ik ) cycle, and Nik is the engine revolution in the ( ik ) cycle. Number, u
ik is the supplied fuel amount in the ( ik ) cycle.

また、一次フイルタ処理を施して燃焼エネルギー指標
CIを算出する場合は次の(3),(4)式を用いる。
In addition, the primary filter processing is performed to determine the combustion energy index.
When calculating the CI, the following equations (3) and (4) are used.

(2−1)燃焼エネルギー量を示す変数として吸入空気
量Aを用いる場合 CI=K(A/Ni)Ni+(1−K)(A/Ni-1)Ni-1 …(3) (2−2)燃焼エネルギー量を示す変数として供給燃料
量uを用いる場合 CI=Kui+(1−K)ui-1 …(4) ここで、Kはフイルタ定数(0以上1以下)、A/Niは
iサイクル目のエンジン回転数当りの吸入空気量、Niは
iサイクル目のエンジン回転数、uiはiサイクル目の供
給燃料量である。
(2-1) When the intake air amount A is used as a variable indicating the combustion energy amount CI = K (A / Ni) Ni + (1-K) (A / N i-1 ) N i-1 (3) ( 2-2) When the supplied fuel amount u is used as a variable indicating the combustion energy amount CI = Kui + (1−K) u i−1 (4) where K is a filter constant (0 or more and 1 or less), A / Ni is the intake air amount per engine speed in the i-th cycle, Ni is the engine speed in the i-th cycle, and ui is the fuel supply amount in the i-th cycle.

したがって、燃焼エネルギー指標算出手段32は、燃焼
エネルギー量を示す変数(吸入空気量Aや燃料噴射量
u)について時々刻々と得られる測定値に関しこの測定
値の最新データを過去の測定データで修正する修正手段
を構成するとともに、点火角補正手段33は、燃焼エネル
ギー指標算出手段32で得られた測定値に関する修正デー
タから点火時期を求める点火時期算出手段を構成する。
Therefore, the combustion energy index calculating means 32 corrects the latest data of the measured values obtained from time to time for the variables (intake air amount A and fuel injection amount u) indicating the amount of combustion energy with the past measured data. In addition to constituting the correction means, the ignition angle correction means 33 constitutes an ignition timing calculation means for obtaining an ignition timing from the correction data relating to the measurement value obtained by the combustion energy index calculation means 32.

また、加算手段34は、基本点火角設定手段30からの基
本点火角Θと点火時期補正量設定手段31からの点火時
期補正量ΔAとを加算するものである。
The addition means 34 adds the basic ignition angle 0 0 from the basic ignition angle setting means 30 and the ignition timing correction amount ΔA from the ignition timing correction amount setting means 31.

したがって、これらの基本点火角設定手段30,点火時
期補正量設定手段31,加算手段34で、エンジンEの運転
状態に応じて点火時期を設定する点火時期設定手段を構
成する。
Therefore, the basic ignition angle setting means 30, the ignition timing correction amount setting means 31, and the adding means 34 constitute ignition timing setting means for setting the ignition timing according to the operating state of the engine E.

さらに、点火信号発生手段35は、加算手段34からの基
本点火角Θに点火時期補正量ΔAを加えたものに基づ
いてパワートランジスタ11を作動させるための点火信号
を発生するもので、これにより、この点火信号発生手段
35は、エンジンの運転状態に応じて求められた点火時情
報に基づきパワートランジスタ11等の点火装置を作動さ
せる点火装置作動手段を構成する。
Furthermore, the ignition signal generation means 35 is for generating an ignition signal for actuating the power transistor 11 based on the plus ignition timing correction amount ΔA to the basic ignition angle theta 0 from the adding means 34, thereby , This ignition signal generating means
35 constitutes an ignition device operating means for operating an ignition device such as the power transistor 11 based on ignition information obtained according to the operating state of the engine.

次に、燃焼室壁温と燃焼エネルギー量との関係につい
て説明する。今、第3図に示すように、燃焼室壁におい
てこの燃焼室壁に流入出する熱をQi,Qo(Qoは冷却水側
へ伝達される熱量)とし、燃焼室壁の熱容量をCとし、
冷却水温をθcとすると、燃焼室壁の温度上昇率(燃焼
室壁温)θwは θw=(Qi−Qo)/C …(5) となり、更にQoは、αを燃焼室壁と冷却液の熱貫流率と
すると、 Qo=α(θw−θc) …(6) で表わされる。
Next, the relationship between the combustion chamber wall temperature and the amount of combustion energy will be described. Now, as shown in FIG. 3, the heat flowing into and out of the combustion chamber wall at the combustion chamber wall is Qi, Qo (Qo is the amount of heat transmitted to the cooling water side), and the heat capacity of the combustion chamber wall is C,
Assuming that the cooling water temperature is θc, the temperature rise rate of the combustion chamber wall (combustion chamber wall temperature) θw is θw = (Qi−Qo) / C (5), and Qo is α Assuming that the heat transmission coefficient is, Qo = α (θw−θc) (6)

ここで、αは定数、θcは一定であるから、 Qo∝θw …(7) となる。 Here, since α is a constant and θc is constant, Qo∝θw (7)

従って、燃焼室壁温の代わりに、壁面を通過する燃焼
エネルギー量を使っても同様な結果が得られるから、燃
焼室壁温の変化は、燃焼エネルギーについて上述のよう
な移動平均処理あるいは一次フィルタ処理を施したもの
で近似できるのである。
Therefore, a similar result can be obtained by using the amount of combustion energy passing through the wall instead of the temperature of the combustion chamber wall. It can be approximated by the processed one.

つぎに、燃焼室壁温から点火角補正量(点火時期補正
量)ΔAを算出する手法について説明する。
Next, a method of calculating the ignition angle correction amount (ignition timing correction amount) ΔA from the combustion chamber wall temperature will be described.

すなわち、あらゆる定常運転条件に対してノック点火
時期と燃焼エネルギー指標CIとの関係(例えば、この関
係は、加速時の燃焼エネルギー量が定常より低い間は点
火進角を進み側にするような関係になっている)を実験
により求めておき、これをエンジン制御用マイクロコン
ピュータに設定しておくのである。これにより、ある運
転時の燃焼エネルギー指標CIから点火時期が得られる。
That is, the relationship between the knock ignition timing and the combustion energy index CI for all steady-state operating conditions (for example, this relationship is such that the ignition advance is advanced while the amount of combustion energy during acceleration is lower than steady state). Is obtained by an experiment, and this is set in the engine control microcomputer. Thus, the ignition timing is obtained from the combustion energy index CI during a certain operation.

なお、実際の点火角設定は実験で得られた値に多少の
余裕をもたせておく。
It should be noted that the actual setting of the ignition angle has some allowance for the value obtained in the experiment.

つぎに点火時期演算要領について、第2図のフローチ
ャートを用いて説明する。
Next, the ignition timing calculation procedure will be described with reference to the flowchart of FIG.

まず、ステップa1で、iサイクルでの燃焼エネルギー
量を示す変数情報(A/N,Nまたはu)を取込み、ステッ
プa2で、燃焼エネルギー量について移動平均または一次
フィルタ処理を施して、前述の(1),(2)式または
(3),(4)式から燃焼エネルギー指標CIを算出す
る。
First, in step a1, variable information (A / N, N or u) indicating the amount of combustion energy in the i cycle is fetched, and in step a2, a moving average or a primary filter process is performed on the amount of combustion energy, and the aforementioned ( The combustion energy index CI is calculated from the equations (1) and (2) or the equations (3) and (4).

その後は、ステップa3で、求めた燃焼エネルギー指標
CIから予め測定したおいたデータに基づき点火補正量Δ
Aを決定し、ステップa4で、基本点火角Θを決定して
から、ステップa5で、基本点火時期Θに点火補正量Δ
Aを加える。
After that, in step a3, the calculated combustion energy index
Ignition correction amount Δ based on data previously measured from CI
Determining the A, at step a4, after determining a basic ignition angle theta 0, at step a5, the ignition correction amount to the basic ignition timing theta 0 delta
Add A.

そして、上記のようにして、点火角が求まると、この
情報に基づいて、点火信号発生手段35からパワートラン
ジスタ11へ点火信号が出され、これに応じたタイミング
で点火プラグ9が点火する。
When the ignition angle is determined as described above, an ignition signal is output from the ignition signal generating means 35 to the power transistor 11 based on this information, and the ignition plug 9 is ignited at a timing corresponding to the ignition signal.

なお、燃焼エネルギー量の測定は連続して行なうが、
点火量の補正は急加速時(過渡時)のみに限定してもよ
い。
Although the measurement of the amount of combustion energy is performed continuously,
The correction of the ignition amount may be limited only at the time of rapid acceleration (at the time of transition).

このように、燃焼エネルギー指標CIから点火補正量を
求めることが行なわれるので、加速時の低負荷から高負
荷に変わる過渡時における燃焼室壁温が低い間(加速初
期数+サイクルの間)は、燃焼エネルギー量が定常より
低く、従ってその間は進み側に点火進角を設定し、加速
中期以降、燃焼室壁温が高くなると、それに応じて燃焼
エネルギー量が定常に近付いてくるので、点火進角も遅
れ側へ補正することができ、これにより加速時におい
て、点火時期を必要以上に遅らせることなく、ノックが
発生しない最適な点火角を常に設定できるため、速やか
な加速をできるだけ妨げないようにしながら、加速時の
ノックを確実に防止できる。その結果、エンジン出力を
上げることができ、エンジン効率が上がるとともに、加
速性能を大幅に改善することができる。
As described above, since the ignition correction amount is obtained from the combustion energy index CI, while the combustion chamber wall temperature is low during the transition from low load to high load during acceleration (between the initial number of accelerations + cycle), Since the combustion energy amount is lower than the steady state, the ignition advance angle is set on the leading side during that period. After the middle period of acceleration, if the combustion chamber wall temperature becomes higher, the combustion energy amount approaches the steady state. The angle can also be corrected to the lag side, so that during acceleration, the optimal ignition angle that does not cause knocking can be always set without delaying the ignition timing more than necessary, so that rapid acceleration is not hindered as much as possible. However, knock during acceleration can be reliably prevented. As a result, the engine output can be increased, the engine efficiency can be increased, and the acceleration performance can be significantly improved.

なお、定常時においては、燃焼エネルギー指標CIに基
づく補正は行なわない。
Note that, in the steady state, the correction based on the combustion energy index CI is not performed.

また、点火時期の制御に際しては、加速時補正のほ
か、水温や吸気温に応じて補正してもよい。
Further, in controlling the ignition timing, in addition to the correction at the time of acceleration, the correction may be performed according to the water temperature or the intake air temperature.

さらに、点火時期算出手段を、基本点火時期設定手段
30と点火時期補正量設定手段31とこれらの手段で得られ
た情報を加算する加算手段34とで構成する代わりに、定
常時用の点火時期マツプと複数の過渡時用の点火時期マ
ツプとを有するようにしてもよい。
Further, the ignition timing calculating means may be replaced with a basic ignition timing setting means.
30 and an ignition timing correction amount setting means 31 and an addition means 34 for adding information obtained by these means, instead of a steady-state ignition timing map and a plurality of transient ignition timing maps. You may have it.

さらに、本発明は、エアフローセンサを用いたLジェ
トロ方式を採用する火花点火式内燃機関のほか、吸気通
路圧力センサを用いたDジェトロ方式(スピードデンシ
ィティ方式)を採用する火花点火式内燃機関にも適用で
きるものである。
Further, the present invention provides a spark ignition type internal combustion engine employing an L jetro system using an air flow sensor, and a spark ignition type internal combustion engine employing a D jetro system (speed density system) using an intake passage pressure sensor. Is also applicable.

また、本発明は、ガソリンエンジンのほか、アルコー
ル燃料を使用するアルコールエンジン等の火花点火式内
燃機関一般についても、同様にして適用できるものであ
る。
In addition, the present invention can be similarly applied to a spark ignition type internal combustion engine such as an alcohol engine using an alcohol fuel, in addition to a gasoline engine.

[発明の効果] 以上詳述したように、本発明の火花点火式内燃機関の
点火時期制御装置によれば、修正手段で、燃焼エネルギ
ー量を示す変数についての測定値に関し該測定値の最新
データを該測定値の過去のデータで修正し、ついで点火
時期算出手段で、修正手段で得られた該燃焼エネルギー
量に関する修正データに基づいて点火時期を進角側に補
正することが行なわれるので、点火時期を必要以上に遅
角させないようにしながら、エンジン出力およびエンジ
ン効率の向上をはかれるとともに、加速性能を改善でき
る利点がある。
[Effects of the Invention] As described above in detail, according to the ignition timing control apparatus for a spark ignition type internal combustion engine of the present invention, the correction means uses the latest data of the measurement value for the variable indicating the combustion energy amount. Is corrected with the past data of the measured value, and then the ignition timing is corrected by the ignition timing calculation means to the advanced side based on the correction data on the combustion energy amount obtained by the correction means. There is an advantage that the engine output and the engine efficiency can be improved and the acceleration performance can be improved while preventing the ignition timing from being unnecessarily retarded.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1〜3図は本発明の一実施例としての火花点火式内燃
機関の点火制御装置を示すもので、第1図はその制御系
およびエンジン概略システムを示す全体構成図、第2図
はその点火時期を求めるためのフローチャート、第3図
は燃焼室壁温と燃焼エネルギー量との関係を説明する図
であり、第4図はスロットル弁全開時におけるシリンダ
ブロック触火面温度(燃焼室壁温)に対するノック特性
を示す図、第5図はエンジン回転数が急変する場合の燃
焼室壁温の応答状態を説明する特性図である。 1……燃焼室、2……吸気通路、3……排気通路、4…
…吸気弁、5……排気弁、6……エアクリーナ、7……
スロットル弁、8……電磁弁(インジェクタ)、9……
点火装置を構成する点火プラグ、10……点火コイル、11
……パワートランジスタ、12……バッテリ、13……エア
フローセンサ(体積流量計)、14……クランク角センサ
(エンジン回転数センサ)、15……ECU、16……水温セ
ンサ、30……基本点火角設定手段、31……点火時期補正
量設定手段、32……燃焼エネルギー指標算出手段(修正
手段)、33……点火角補正手段(点火時期算出手段)、
34……加算手段、35……点火信号発生手段(点火装置作
動手段)、E……エンジン。
1 to 3 show an ignition control device for a spark ignition type internal combustion engine as one embodiment of the present invention, FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a control system and an engine schematic system, and FIG. FIG. 3 is a diagram for explaining the relationship between the combustion chamber wall temperature and the amount of combustion energy, and FIG. 4 is a flowchart showing the cylinder block ignition surface temperature (combustion chamber wall temperature) when the throttle valve is fully opened. FIG. 5 is a characteristic diagram for explaining a response state of the combustion chamber wall temperature when the engine speed changes suddenly. 1 ... combustion chamber, 2 ... intake passage, 3 ... exhaust passage, 4 ...
... intake valve, 5 ... exhaust valve, 6 ... air cleaner, 7 ...
Throttle valve, 8 ... Solenoid valve (injector), 9 ...
Spark plug constituting ignition device, 10 Ignition coil, 11
… Power transistor, 12… Battery, 13… Air flow sensor (volume flow meter), 14… Crank angle sensor (engine speed sensor), 15… ECU, 16… Water temperature sensor, 30… Basic ignition Angle setting means, 31: ignition timing correction amount setting means, 32: combustion energy index calculation means (correction means), 33: ignition angle correction means (ignition timing calculation means),
34 ... addition means, 35 ... ignition signal generation means (ignition device operating means), E ... engine.

フロントページの続き (72)発明者 安東 弘光 東京都港区芝5丁目33番8号 三菱自動 車工業株式会社内 (72)発明者 竹村 純 東京都港区芝5丁目33番8号 三菱自動 車工業株式会社内 (72)発明者 神品 英一 東京都港区芝5丁目33番8号 三菱自動 車工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−214270(JP,A) 特開 昭63−280856(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F02P 5/15Continued on the front page (72) Inventor Hiromitsu Ando 5-33-8 Shiba, Minato-ku, Tokyo Inside Mitsubishi Motors Corporation (72) Inventor Jun Takemura 5-33-8 Shiba, Minato-ku, Tokyo Mitsubishi Motors Inside Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Eiichi Shinji 5-33-8 Shiba, Minato-ku, Tokyo Inside Mitsubishi Motors Corporation (56) References JP-A-62-214270 (JP, A) JP-A Sho 63-280856 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) F02P 5/15

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】火花点火式内燃機関の運転状態に応じて点
火時期を設定する点火時期設定手段と、該点火時期設定
手段で設定された上記点火時期情報に基づき点火装置を
作動させる点火装置作動手段とをそなえ、 該点火時期設定手段が、 燃焼エネルギー量を示す変数についての測定値に関し該
測定値の最新データを該測定値の過去のデータで修正す
る修正手段と、 該修正手段で得られた該燃焼エネルギー量に関する修正
データに基づいて該点火時期を進角側に補正する点火時
期補正手段と を含んで構成されていることを特徴とする、火花点火式
内燃機関の点火時期制御装置。
An ignition device for activating an ignition device based on the ignition timing information set by the ignition timing setting device, the ignition timing setting means for setting an ignition timing according to an operation state of a spark ignition type internal combustion engine. Means for correcting the latest data of the measured value with respect to the measured value of the variable indicating the amount of combustion energy based on the past data of the measured value. An ignition timing correction means for correcting the ignition timing to an advanced side based on the correction data on the combustion energy amount. An ignition timing control apparatus for a spark ignition type internal combustion engine.
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