JP3606066B2 - 内燃機関の点火時期制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の点火時期の制御を行う点火時期制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ガソリンを燃料とする火花点火式内燃機関(エンジン)は、ピストンで圧縮した混合気に火花を飛ばして混合気を燃焼させて出力を得るようになっており、燃焼によって発生する圧力がピストンを押し下げる力として効率的に働くように、最適なクランク位置で十分なエネルギの火花を飛ばすように点火時期が制御されている。
【0003】
点火時期は、エンジンの回転速度と吸気量に基づく負荷とに基づいてマップ化された基本点火時期に、水温や大気圧等に基づく定常補正が加味されて決定されている。マップによる基本点火時期の検索は、予め設定された所定周期毎にエンジンの回転速度情報や負荷情報を読み込んで行われている。
【0004】
一方、点火周期は、基本点火時期の検索を行う所定周期よりも短い場合があり、基本点火時期の演算が時々刻々のエンジン状態の変化に追従できない場合がある。このため、スロットル弁の変化度合いに基づいてエンジンの状態(加速状態)を予測し、基本点火時期に定常補正を加味し、更に、加速補正を加味して最終的に点火時期を決定している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、点火プラグの最終的な点火時期を決定するタイミングが、圧縮上死点前75度(75°B )の位置のエンジンでは、75°B で点火時期制御のタイマが作動して最終的な点火時期に一致した位置の時に点火が実行されるようになっており、また、基本点火時期の算出に用いられる吸気量は圧縮上死点前185 度(185 °B :吸気弁閉弁時期に略対応)の位置の時に吸入された空気量により実際の吸気量が決定されるようになっている。
【0006】
しかし、基本点火時期の検索周期は略一定とされているが、他の制御が割り込んだ場合や、エンジンの回転が変化すると、エンジンのクランク角度に対して基本点火時期の検索位置がずれることになり、基本点火時期の検索位置はクランク角度に対しては一定とはなっていない。
【0007】
このため、基本点火時期の検索位置が185 °B より前になる検索周期の場合、この時の基本点火時期の検索に使用される吸気量はクランクシャフトが365 度BTDC(365 °B )の位置の時の吸入空気量が用いられる。この場合、点火実時の燃焼室内の吸気量(185 °B )と基本点火時期を求めるための吸気量(365 °B )にずれが生じることになるため、上述した加速補正を加味した点火時期の決定が必要となる。
【0008】
ところが、基本点火時期の検索位置が185 °B と75°B の間に位置する検索周期の場合、この時の基本点火時期の検索に使用される吸気量は185 °B の吸入空気量が用いられる。この場合には、基本点火時期を求めるための吸気量が、5 °B の点火時の燃焼室内の吸気量(185 °B )になるため、加速補正を加味する必要がなく点火時期の決定に加速補正を加味すると過補正となってしまう。
【0009】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、基本点火時期の検索位置に拘らず正確な点火時期制御が実施できる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。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明では、吸気弁閉弁時期に略対応するクランク角度と点火時期が決定される所定クランク角度との間で基本点火時期算出手段により基本点火時期が算出された場合は、禁止手段により、点火時期決定手段での点火時期の決定の際に点火時期補正値に基づく点火時期の補正を禁止するようにすることで、点火時期補正をを加味する必要がない場合の過補正を防止し、基本点火時期の検索位置に拘らず正確な点火時期制御を実施する。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下図面に基づいて本発明の実施形態例を説明する。図1には本発明の一実施形態例に係る点火時期制御装置を備えた内燃機関の概略構成、図2には点火時期制御のブロック構成、図3には点火時期制御状況を表すタイムチャート、図4乃至図6には点火時期制御のフローチャートを示してある。
【0012】
図1に示すように、内燃機関(エンジン)1のシリンダヘッドには各気筒毎に燃焼室2を臨む点火プラグ3が取り付けられ、エンジン1のシリンダ4にはピストン5が上下方向に摺動自在に支持されている。また、各気筒の所定のクランク位置でクランク角信号SGT を出力するクランク角センサ6が設けられ、クランク角センサ6はエンジン回転速度を検出可能としている。
【0013】
シリンダヘッドには燃焼室2を臨む吸気ポート及び排気ポートが形成され、吸気ポートには吸気管7が接続されると共に排気ポートには排気管8が接続されている。吸気管7にはスロットルボデー9が設けられ、スロットルボデー9には流路を開閉するスロットル弁10が設けられると共に、スロットル弁10の開度状況を検出するスロットルポジションセンサ11が備えられている。排気管8には触媒12及び図示しないマフラーが備えられている。また、吸気管7にはエアクリーナ13が接続されると共に吸入空気量を検出するエアフローセンサ14が設けられている。
【0014】
クランク角センサ6、スロットルポジションセンサ11、エアフローセンサ14等の各種センサ類の検出情報は電子制御ユニット(ECU)15に入力され、ECU15は各種センサ類の検出情報に基づいて、燃料噴射量を始めとして点火時期等を決定し、燃料噴射弁や点火プラグ3等を駆動制御する。このECU15には、入出力装置、制御プログラムや制御マップ等の記憶を行う記憶装置、中央処理装置及びタイマやカウンタ類が備えられており、ECU15によってエンジン1の総合的な制御が実施される。
【0015】
そして、圧縮上死点前185 度(185 °B :吸気弁閉弁時期に略対応)の位置の時(図3中▲2▼の時)にエアフローセンサ14で検出された空気量により実際の吸気量が決定される。点火時期は、エンジン1の回転速度Ne及びこの吸気量に基づき算出される負荷Evに基づいて検索された基本点火時期に、水温や大気圧等に基づく定常補正が加味されて決定されている。マップによる基本点火時期の検索は、予め設定された第1所定周期毎にクランク角センサ6で検出されるエンジンの1の回転速度Neの情報と185 °B 毎にエアフローセンサ14で検出される吸気量に基づき算出される負荷Evの情報を読み込んで行われている(基本ルーチン周期)。
【0016】
一方、点火周期は、エンジン回転速度が高回転等になると、基本点火時期の検索を行う第1所定周期よりも短い場合がある。このため、スロットルポジションセンサ11で検出されるスロットル弁10の変化率ΔThに基づいてエンジン1の状態(加速状態)を予測し、上述の様に決定された基本点火時期に加速補正を加味して最終的に点火時期を決定している。尚、スロットル弁10の変化率ΔThの検索周期は、マップ検索が不要であるため、図3に示すように、第1所定周期よりも短周期の第2所定周期毎に実行される(ΔTh周期)。
【0017】
図3に示すように、点火時期を決定するタイミングは、圧縮上死点前75度(75°B )の位置の時(図3中A点)であり、75°B で点火時期制御のタイマが作動して例えば点火時期から5 °B であれば圧縮上死点前5度(5 °B :圧縮上死点近傍)の位置の時(図3中B点)に点火が実行されるようになっている。
【0018】
基本点火時期の検索周期(第1所定周期)は略一定とされているが、他の制御が割り込んだ場合や、エンジン回転が変化すると、エンジン1のクランク角度に対して基本点火時期の検索位置がずれることになり、基本点火時期の検索位置はクランク角度に対しては一定とはなっていない。即ち、図3に示すように、第1所定周期である基本ルーチン周期はIの場合やIIの場合が存在する。
【0019】
基本点火時期の検索位置が185 °B より前になる基本ルーチン周期Iの場合、吸気量の決定は圧縮上死点前365 度(365 °B )の位置の時(図3中▲1▼の時)にエアフローセンサ14で検出された吸入空気量に基づいて行われる。この場合、例えば、5 °B の点火時の燃焼室内の吸気量(185 °B )と基本点火時期を求めるための吸気量(365 °B )にずれが生じることになるため、365 °B と185 °B の間に求められたΔThに基づき算出される加速補正値により基本点火時期に加速補正を加味した点火時期の決定が行われる。
【0020】
基本点火時期の検索位置が185 °B と75°B の間に位置する基本ルーチン周期IIの場合、吸気量の決定は185 °B の時(図3中▲2▼の時)にエアフローセンサ14で検出された吸入空気量に基づいて行われる。この場合には、基本点火時期を求めるための吸気量が、例えば、5 °B の点火時の燃焼室内の吸気量(185 °B )になる。このため、365 °B と185 °B の間に求められたΔThに基づき算出される加速補正値により基本点火時期に加速補正を加味する必要がなく点火時期の決定に際しては、加速補正を禁止するようにしている。
【0021】
図2に示すように、上述したエンジン1のECU15には、エアフローセンサ14で検出された吸入空気量(吸気量)及びクランク角センサ6で検出されたクランク角信号SGT に基づき第1所定周期(基本ルーチン周期I,II)毎に基本点火時期を算出する基本点火時期算出手段21が備えられている。基本点火時期算出手段21では、水温センサや大気圧センサ等の検出情報に基づいた定常補正が加味される。
【0022】
また、ECU15には、スロットルポジションセンサ11で検出されるスロットル弁10の変化率ΔThが入力される点火時期補正手段22が備えられ、点火時期補正手段22では第2所定周期毎に検出されるスロットル弁10の変化度合いである変化率ΔThに基づき点火時期補正値である加速補正値が算出される。
【0023】
基本点火時期算出手段21で算出された基本点火時期情報及び点火時期補正手段22で算出された加速補正値情報は点火時期決定手段23に送られ、点火時期決定手段23では、基本点火時期及び加速補正値に基づき所定クランク角度である75°B の位置で点火時期を決定して点火タイマ24に作動指令(点火信号)を送るようになっている。
【0024】
一方、ECU15には禁止手段25が備えられている。禁止手段25には基本点火時期算出手段21からの情報が送られ、禁止手段25は、吸気弁閉弁時期に略対応するクランク角度である185 °B の位置と所定クランク角度である75°B の位置との間で基本点火時期算出手段21により基本点火時期が算出された場合は、即ち、基本ルーチン周期IIで基本点火時期が算出された場合は、点火時期補正手段22で算出された加速補正値情報を点火時期決定手段23に送ることを禁止している。つまり、禁止手段25は、基本ルーチン周期IIで基本点火時期が算出された場合には、点火時期決定手段23での点火時期の決定の際に加速補正値に基づく点火時期の補正を禁止するようになっている。
【0025】
上述した点火時期制御装置では、吸気弁閉弁時期に略対応するクランク角度である185 °B より前で基本点火時期算出手段21により基本点火時期が算出された場合は、点火時の燃焼室内の吸気量と基本点火時期を求めるための吸気量(365 °B )にずれが生じることになり、加速補正を加味した正確な点火時期の決定が行われ、吸気弁閉弁時期に略対応するクランク角度である185 °B の位置と点火時期を決定する75°B の位置との間で基本点火時期算出手段21により基本点火時期が算出された場合は、点火時の燃焼室内の吸気量に基づいて基本点火時期が算出されることになり、加速補正を禁止して過補正が防止された正確な点火時期の決定が行われる。このため、基本点火時期の検索位置に拘らず正確な点火時期制御を実施することができる。
【0026】
上述した点火時期制御の具体的な動作を図4乃至図6に基づいて説明する。図4で示したフローチャートが点火時期制御の基本ルーチンとなり、第1所定周期(基本ルーチン周期I,II)毎に実行される。図5で示したフローチャートは、吸気弁閉弁時期に略対応するクランク角度である185 °B で実行される割込みルーチンとなっている。また、図6で示したフローチャートは、所定クランク角度である75°B で実行される点火時期決定の割込みルーチンとなっている。
【0027】
図4に示すように、ステップS1でクランク角センサ6からのエンジン1の回転情報及び後述する図5のフローチャートによりエアフローセンサ14からの吸気量情報が読込まれ、ステップS2で回転情報及び吸気量情報に基づいて第1所定周期(基本ルーチン周期I,II)毎に基本点火時期がマップにより検索される(基本点火時期算出)。基本点火時期がマップにより検索された後、ステップS3でスロットルポジションセンサ11からのスロットル弁10の情報(Th情報)がΔTh周期毎に読込まれ、ステップS4でスロットル弁10の変化率ΔThに基づいて加速補正値が算出される。
【0028】
次に、ステップS5で185 °B のフラグがセットされているか否かが判断される。185 °B のフラグがセットされているか否かの判断は、図5で示した吸気弁閉弁時期に略対応するクランク角度である185 °B で実行される割込みルーチンが実行されたか否かを判断するもので、割込みルーチンが実行された場合、吸気量が演算されて185 °B のフラグがセットされた状態になっている。
【0029】
ステップS5で185 °B のフラグがセットされていると判断された場合、吸気量が演算されていると共に点火時期の算出が完了していないので、基本点火時期が算出される第1所定周期が185 °B と75°B との間に存在して基本ルーチン周期IIとなり、ステップS7で加速補正フラグがリセットされる。
【0030】
ステップS5で185 °B のフラグがセットされていないと判断された場合、吸気量が演算されていないので、基本ルーチン周期Iとなり、ステップS6で加速補正フラグがセットされる。
【0031】
図5に示すように、185 °B で実行される割込みルーチンでは、吸気量が演算される。ステップS11でエアフローセンサ14で検出された吸気量が演算され、ステップS12で185 °B のフラグがセットされて点火時期制御の基本ルーチンに戻る。
【0032】
図6に示すように、75°B で実行される割込みルーチンでは点火時期が決定される。ステップS21で加速補正フラグがセットされているか否かが判断され、加速補正フラグがセットされていると判断された場合、即ち、基本点火時期が算出される第1所定周期が185 °B と75°B との間に存在せずに基本ルーチン周期Iとなっていると判断された場合、ステップS22で加速補正を加味して点火時期が演算される。つまり、
点火時期=基本点火時期+定常補正+加速補正
によって点火時期が演算される。
【0033】
ステップS21で加速補正フラグがセットされていないと判断された場合、即ち、基本点火時期が算出される第1所定周期が185 °B と75°B との間に存在して基本ルーチン周期IIとなっていると判断された場合、加速補正を禁止してステップS23で点火時期が演算される。つまり、
点火時期=基本点火時期+定常補正
によって点火時期が演算される。
【0034】
点火時期が演算された後、ステップS26で185 °B のフラグがリセットされる。そして、ステップS27で点火タイマがスタートされて点火時期制御の基本ルーチンに戻る。
【0035】
従って、基本点火時期が算出される第1所定周期が基本ルーチン周期Iの場合には、ΔTh周期毎に算出される加速補正を加味した正確な点火時期の決定が行われ、基本点火時期が算出される第1所定周期が基本ルーチン周期IIの場合には、ΔTh周期毎に算出される加速補正を禁止して過補正が防止された正確な点火時期の決定が行われる。このため、基本点火時期が算出される第1所定周期が基本ルーチン周期I,IIのいずれの場合であっても正確な点火時期制御を実施することができる。
【0036】
尚、エアフローセンサ14は上述の様に直接吸気量を検出するものでなく、例えば、吸気管内に設けられた圧力センサの出力に基づき吸気量を算出したりするものでもよい。更に、内燃機関としては、燃焼室2内に燃料を直接噴射する筒内噴射エンジンあるいは吸気管に燃料を噴射する内燃機関のいずれにも本発明を適用することが可能であり、エンジン1の気筒数も4気筒エンジンを初め単気筒エンジンやV型6気筒エンジンに本発明を適用することも可能である。
【0037】
【発明の効果】
本発明の内燃機関の点火時期制御装置は、吸気弁閉弁時期に略対応するクランク角度と点火時期が決定される所定クランク角度との間で基本点火時期算出手段により基本点火時期が算出された場合は、禁止手段により、点火時期決定手段での点火時期の決定の際に点火時期補正値に基づく点火時期の補正を禁止するようにしたので、点火時期補正をを加味する必要がない場合の過補正を防止することができる。この結果、基本点火時期の検索位置に拘らず正確な点火時期制御を実施することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態例に係る点火時期制御装置を備えた内燃機関の概略構成図。
【図2】点火時期制御のブロック構成図。
【図3】点火時期制御状況を表すタイムチャート。
【図4】点火時期制御のフローチャート。
【図5】点火時期制御のフローチャート。
【図6】点火時期制御のフローチャート。
【符号の説明】
1 内燃機関(エンジン)
3 点火プラグ
6 クランク角センサ
10 スロットル弁
11 スロットルポジションセンサ
14 エアフローセンサ
15 電子制御ユニット(ECU)
21 基本点火時期算出手段
22 点火時期補正手段
23 点火時期決定手段
24 点火タイマ
25 禁止手段
Claims (1)
- 吸気量に基づき第1所定周期毎に基本点火時期を算出する基本点火時期算出手段と、
前記第1所定周期よりも短周期の第2所定周期毎に検出されるスロットル弁の変化度合いに基づき点火時期補正値を算出する点火時期補正手段と、
前記基本点火時期及び前記点火時期補正値に基づき所定クランク角度で点火時期を決定する点火時期決定手段と、
吸気弁閉弁時期に略対応するクランク角度と前記所定クランク角度の間で前記基本点火時期算出手段により基本点火時期が算出された場合は前記点火時期決定手段での点火時期の決定の際に前記点火時期補正値に基づく点火時期の補正を禁止する禁止手段と
を備えたことを特徴とする内燃機関の点火時期制御装置。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP30986298A JP3606066B2 (ja) | 1998-10-30 | 1998-10-30 | 内燃機関の点火時期制御装置 |
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JP30986298A JP3606066B2 (ja) | 1998-10-30 | 1998-10-30 | 内燃機関の点火時期制御装置 |
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JP2000130301A JP2000130301A (ja) | 2000-05-12 |
JP3606066B2 true JP3606066B2 (ja) | 2005-01-05 |
Family
ID=17998202
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30986298A Expired - Fee Related JP3606066B2 (ja) | 1998-10-30 | 1998-10-30 | 内燃機関の点火時期制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3606066B2 (ja) |
-
1998
- 1998-10-30 JP JP30986298A patent/JP3606066B2/ja not_active Expired - Fee Related
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