JPH02196153A

JPH02196153A - エンジンの点火時期制御装置

Info

Publication number: JPH02196153A
Application number: JP1012936A
Authority: JP
Inventors: Seishi Wataya; 綿谷　晴司
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1989-01-20
Filing date: 1989-01-20
Publication date: 1990-08-02
Also published as: KR930008806B1; DE4001362A1; DE4001362C2; KR900011986A; US4991554A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は筒内圧センサを用いてエンジンの点火時期を
制御するエンジンの点火時期制御装置に関する。

［従来の技術Ｊ自動車用ガソリンエンジンにおいてエンジン出力性能、
応答性、排出ガス性能等を改善するための電子制御式の
点火時期制御装置は従来から知られており、その方式と
して、エアフローメータの出力または吸気管内圧力をエ
ンジン負荷情報として点火時期を演算するものが実用化
されている。

これら二つの方式の内、エアフローメータによるものは
、計量制度は良いが、価格が高いという問題がある。そ
れに対し、吸気管内圧力検出方式のものは、比較的安価
であるが、エアーフローメータ方式に比べて計量精度が
劣るという難点がある。

第８図はこの従来の吸気管内圧力検出方式の一例を示す
全体構成図である。この従来の装置において、エンジン
（１）の吸気通路（２）には、吸気量を調整するスロッ
トル弁（３）が設けられ、このスロットル弁（３）の下
流に位置するサージタンク部（２ａ）には圧力センサ（
４）が臨設されている。また、吸気通路（２）には、燃
焼室（１２）に向けて燃料を噴射するインジェクタ（５
）が装着され、その上流側には該吸気通路（２）内の吸
気温度を検出する吸気温センサ（６）が設けられている
。また、燃焼室（１２）には、点火プラグ（７）が設け
られ、この点火プラグ（７）は、配電器（８）を介して
点火コイル（９）に接続されている。

点火コイル（９）およびインジェクタ（５）は、コンピ
ュータユニット（１１）によって制御される。なお、図
中（１３）はエンジン（１）の冷却水温度を検出する水
温センサであり、（１４）はエンジン（１）の回転信号
をピックアップする回転センサである。

上記従来の装置では、圧力センサ（４）の信号が燃焼室
（１２）内への充填空気量を示す主パラメータとされ、
これを吸気温センサ（６）の信号によって補正し、更に
はエンジン回転数や負荷によって変化する充填効率に対
し予め計測された補正係数（ＲＯＭに記憶されている）
によって補正したものが、エンジン負荷量として用いら
れる。

そして、この補正演算されたエンジン負荷量とエンジン
回転数とに対応して求まるマツプ値に基づいて点火時期
が決定され、点火信号が点火コイル（９）に出力される
。

［発明が解決しようとする課題］従来の低価格システムである吸気圧力検出方式は、燃焼
室（１２）内の充填空気量を吸気管内圧力によって間接
的に検出するものであるため、吸排気弁の開閉タイミン
グやエンジン回転数によって充填効率が変化した時の空
気潰すなわちエンジン負荷量の検出精度が悪く、また、
吸気通路（２）内には吸気弁の開閉による脈動があるた
め、検出信号を平均化するための処理時間遅れが生じて
応答性が損なわれるという問題点を有している。

この発明は、このような問題点を解決するためになされ
たしのであって、検出信号を平均化するための応答遅れ
を生ずることがなく、また、燃焼室内の充填空気量つま
りエンジン負荷量をより精度良く検出して正確な点火時
期を行うことのできるエンジンの点火時期制御装置を得
ることを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］この発明に係るエンジンの点火時期制御装置は、多気筒
エンジンの各気筒に対してそれぞれ設けられた筒内圧セ
ンサと、クランク角を検出するクランク角センサと、吸
気通路内の吸気温度を検出する吸気温センサと、クラン
ク角センサの出力信号が圧縮行程中の所定クランク角位
置を示す毎にこの圧縮行程中の気筒の筒内圧力を読み込
み記憶する圧力値記憶手段と、この圧力値と吸気温度を
主パラメータとしてエンジン負荷量を演算する負荷量演
算手段と、この演算されたエンジン負荷量を次に点火が
行われる他の気筒又は自気筒の次行程に対するエンジン
負荷量とし、このエンジン負荷量とエンジン回転数に応
じて点火時期を決定する点火時期決定手段とを備えたも
のである。

［作用］この発明においては、各気筒の圧縮行程中の所定クラン
ク角位置における筒内圧が検出され、その圧力値と吸気
温度を主パラメータとして充填空気量すなわちエンジン
負荷量が演算され、このエンジン負荷量とエンジン回転
数に応じて、次に点火が行われる他の気筒又は自気筒の
次行程に対する点火時期の決定が行われる。

［実施例］第１図はこの発明によるエンジンの点火時期制御装置の
一実施例の全体構成図である。この実施例は第１図から
明らかなように、エンジン（１）の吸気通路（２）に、
吸気量を調整するスロットル弁（３）が設けられ、その
下流には、燃焼室（１２）に向けて燃料を噴射するイン
ジェクタ（５）が装着されている。また、スロットル弁
（３）の下流でインジェクタ（５）の上流に位置して、
吸気通路（２）内の吸気温度を検出する吸気温センサ（
６）が設けられている。また、燃焼室（１２）には、点
火プラグ（７）が設けられ、この点火プラグ（７）は、
配電器（８）を介（、て点火コイル（９）に接続されて
いる。

各気筒の燃焼室（１２）には、その筒内圧を検出する筒
内圧センサ（ｌＯ）が設けられ、また、上記配電器（８
）には、エンノン（１）の回転信号をピックアップする
回転センサ（１４）が設ｒＪられている。コンピュータ
ユニット（１１）には、これら筒内圧センサ（１０）、
回転センサ（１４）等の出力信号が人力される。そして
、これらの情報に基づいて点火コイル（９）およびイン
ジェクタ（５）の制御が行われる。

コンビコータユニット（１１）は、第２図に示すように
、マイクロプロセッサ（＋００）と、アナログ人力信号
をデジタル値に変換しマイクロプロセッサ（１００）に
データを出力するＡ／Ｄ　：］ンバータ（１０１）と、
パルス信号を波形整形するための入力回路（１０２）と
、マイクロプロセッサ（＋００）の演算過程で使用され
る［えＡＭ（＋０３）と、マイクロプロセッサ（＋００
）の制御手順を予め記憶させたＲＯＭ（１０４）と、点
火コイル（９）に制御信号を出力する出力回路（１０５
）とで構成されている。

筒内圧センサ（１０）としては、従来の吸気管内圧力検
出用センサと同原理のもの（例えば、ビ。

ニジ抵抗を用いた半導体式のもの）を用いることができ
る。その場合、その筒内圧センサ（１０）の特性は第３
図に示すとおりであって、筒内圧力に比例１７た電圧が
出力と１２で得られる。

次に、この実施例の動作を第４図〜第６図を参照１、な
がら説明する。第４図は筒内圧センサ（１０）出力の読
み取り動作を説明するタイムチャート、第５図はエンジ
ン負荷情報とエンジン回転数に基づいた点火時期のマツ
プ、第６図は制御を実行するフローチャートである。

第４図に示すエンジンの気筒識別信号とクランク角信号
は、配電器（８）に付設された回転センサ（１４）から
取り出される。なお、配電器（８）はエンジン（１′）
のカム軸（図示せず）で駆動されるので、これに２ペア
のセンサを内蔵させることで気筒識別信号とクランク角
信号を１謬ることができる。また、この場合、クランク
角は分解能がビ程度である必要かあるため、例えば公知
のホトインタラプタとスリット板を組み合わせた高精度
のものが用いられる。

コンピュータユニツ）−（ｌ　ｌ　）のマイクロプロセ
ッサ（ｉｏｏ）は、圧縮行程の下死点（ＢＤＣ）で出力
される気筒識別信号を基準と１７てクランク角信号のパ
ルスをカウントし、予め定めたクランク角（θ。）に達
したことをステップ１００で判定Ｖる。そして、上記ク
ランク角（θ。）に達］７たということであれば、ステ
ップ１ｏｌで瞬時に筒内圧センサ（１０）の出力である
圧力値（ＰＣ）を読み込み、この圧力値（ＰＣ）をメモ
リ、具体的にはＲＡＭ（１０３）又はマイクロプロセッ
サ（１００）内のレジスタに記憶する。

次に、ステップ１０２で吸気温センサ（６）の検出値（
温度）を読み込み記憶する。そして、ステップ１０３で
、上記圧力値（ＰＣ）に、空気密度に変換するだめの上
記吸気温センサ（６）の検出値に応じた吸気温度補正係
数（Ｃ，、）を乗１ム更に、上記クランク角（Ｏｏ）に
おけるシリンダ容積■（θ。）を乗４″ることによって
筒内充填空気量（Ｑ　、）を演算する。

次に、ステップ１０４で、エンジン回転数（Ｎｏ）と筒
内圧力（ＰＣ）の２元関数として決まる充填補正係数Ｉ
（。（Ｎ、、ＰＣ）をステップ＋０３で求めた筒内充填
空気量（Ｑ６）に乗じて真の筒内充填空気量（Ｑ、）と
する。この充填補正係数による補正は、エンジン作動状
態によって決まるクランク角の残留排気ガスが、真の空
気量に対する誤差となるのを防止するためのものである
。

次に、ステップ１０５で回転センサ（１４）のパルス周
期からエンジン回転数（Ｎ。）を演算する。そして、ス
テップ１０６で、エンジン回転数（Ｎ、）とステップ１
０４で求めた真の筒内充填空気ｆｆ１（Ｑ、）とに対応
して、第５図の点火時期マツプから点火時期の値を読み
出し、ステップ１０７で点火時期つまり点火コイル（９
）の通電を遮断するタイミングを制御する。なお、エン
ジン回転数やエンジン負荷量がマツプ点からずれている
時には、補間演算により点火時期を求める。

この実施例は、圧縮行程中で吸気弁閉後から上死点まで
の間に設定された上記クランク角（θ。）で筒内圧力（
ＰＣ）を読み込むことにより、筒内の空気充填量すなわ
ち負荷情報を得るようにしたものである。そして、この
ようにして求められた筒内充填空気量（Ｑ、）は、次に
点火が行われる気筒のエンジン負荷量として、又は、次
回の自気筒のエンジン負荷量として用いられる。つまり
、加減速応答性を考慮する場合には、所定クランク角毎
に検出した筒内充填空気！（Ｑ、）は、最も近い時期に
点火サイクルが訪れる他の気筒に対して適用されのがよ
く、また、気筒間の充填空気量のバラツキが大きい場合
や定常状態においては、所定クランク角で検出した筒内
圧力から求めた充填空気量（４，）を次回の自気筒の点
火時期決定のための負荷情報として用いるのがよい。

なお、上記実施例においては、密度補正を上記のように
吸気管内の吸気温度によって行っているが、これは、原
理的には所定のクランク角（θ。）における筒内混合気
の平均温度を測定し、その値によって密度補正を行う方
が正確であるが、筒内に温度センサを設けると、爆発行
程の高温を受けるために所要の検出応答性が得られず、
混合気温度を正確に計測することかできないという事情
によるものである。

［発明の効果コ以上のようにこの発明によれば、従来の吸気管内圧力の
代わりに筒内混合気の圧力を圧縮行程中の所定クラック
角位置で読み込み、その圧力値と吸気温度の値を主パラ
メータとして筒内充填空気量つまりエンジン負荷量を演
算し、この値を用いて火気筒又は自気筒の次行程に対す
る点火時期を決定するようにしたので、従来の吸気管内
圧力検出方式のように信号に脈動成分が含まれることが
なく、よって、信号の平均化のための応答遅れが生じな
い。また、筒内の圧力を直接検出しているので、吸気管
内圧力を用いる場合に比してエンジン負荷量の検出精度
か高い。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によるエンジンの点火時期制御装置の
一実施例の全体構成図、第２図はそのコンピュータユニ
ットの構成図、第３図はその筒内圧センサの特性図、第
４図はその動作を示すタイムチャート、第５図はその点
火時期マツプ、第６図はその動作を示すフローチャート
、第７図は従来装置の全体構成図である。図において、（１）はエンジン、（２）は吸気通路、（
６）は吸気温センサ、（７）は点火プラグ、（８）は配
電器、（９）は点火コイル、（１０）は筒内圧センサ、
（ＩＩ）はコンピュータユニット、（１４）は回転セン
サである。なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）多気筒エンジンの各気筒に対してそれぞれ設けら
れた筒内圧センサと、クランク角を検出するクランク角
センサと、吸気通路内の吸気温度を検出する吸気温セン
サと、上記クランク角センサの出力信号が圧縮行程中の
所定クランク角位置を示す毎に当該圧縮行程中の気筒の
上記筒内圧センサの出力信号を読み込み記憶する圧力値
記憶手段と、該圧力値記憶手段に記憶された圧縮行程中
の上記気筒の圧力値と上記吸気温センサの出力信号を主
パラメータとしてエンジン負荷量を演算する負荷量演算
手段と、該負荷量演算手段の出力を次に点火が行われる
他の気筒又は自気筒の次行程に対するエンジン負荷量と
し、このエンジン負荷量とエンジン回転数に応じて点火
時期を決定する点火時期決定手段とを備えたことを特徴
とするエンジンの点火時期制御装置。