JPH0315648A - 内燃機関の点火時期制御装置 - Google Patents

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〕 本発明は、ガソリンエンジンなど電気点火方式の内燃機
関における点火時期制御装置に係り、特に、電子式燃料
噴射制御方式の自動車用ガソリンエンジンに好適な内燃
機関の点火時期制御装置に関する． 〔従来の技術〕 自動車用のエンジン、特に自動車用ガソリンエンジンで
は、厳しい排ガス規制をクリアしながら、なおかつ、さ
らに充分に高い性能が要求されるため、近年、エンジン
の給気流量や回転速度など、エンジンの運転状態を表わ
す各種のデータを逐次取り込み、これに基づいて各シリ
ンダごとに所定の制御データを算定し、この制御データ
により各シリンダごとに独立に燃料供給量と点火時期を
制御する方式の制御装置が使用されるようになってきて
おり、その例を、例えば特開昭５　６−９　２　３３０
号公報に見ることが出来る。

ところで、このような制御装置ではエンジンの運転状態
を表わす各種のデータが、時間経過とともに逐次取り込
まれ、順次更新されて行くようになっているが、上記従
来技術では、このようにして順次更新されているデータ
に基づいて、これも順次、燃料噴射量と点火時期が算定
されて行くようになっていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、各シリンダ毎の同一サイクル内での燃
料供給量と点火時期の算定に使用するデータの同一性に
ついて配慮がされておらず、急加速時など、エンジン回
転速度の急変時にノッキングや失火を発生し易いという
問題があった。

本発明の目的は、加速時など、エンジンの回転速度急変
時にも常に燃料供給量に対応して最適な点火時期制御が
与えられ、ノッキングや失火の発生が無く、充分な運転
性と排気ガス特性の改善が得られるようにした内燃機関
の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、本１明は、各シリンダ毎の燃
料噴射量の算定に使用したデータを所定の期間だけ順次
保存する記憶手段を設け，点火時期の算定を、そのシリ
ンダに対して直前に供給された燃料量の算定に使用した
データに基づいて同じく算定するようにしたものである
。

〔作用〕

加速時などで、エンジン回転速度が急変したときでも、
各シリンダに対する燃料供給量の算定に使用したデータ
と、その直後での点火時期の算定にしようされるデータ
とは、必ず同じデータになるので、常に燃料供給量に正
確に対応した点火時期が与えられ、的確な燃焼状態が確
実に得られることになる。

〔実施例〕

以下、本発明による内燃機関の点火時期制御装置につい
て、図示の実施例により詳細に説明する。

第２図は本発明が適用されたエンジンシステムの一例を
示したもので、図において、エンジンが吸入すべき空気
はエアクリーナ１の入口部２から取り入れられ、吸気流
量を検出する熱線式空気流量計３、ダクト４、吸気流量
を制御する絞り弁が収容された絞り弁ボディ５を通り、
コレクタ６に入る。そして、ここで吸気は、エンジン７
の各シリンダに接続された各吸気管８に分配され、シリ
ンダ内に導かれる． 他方、ガソリンなどの燃料は、燃料タンク９から燃料ポ
ンプ１０により吸引、加圧された上で、燃料ダンパ１１
，燃料フィルタ１２、燃料噴射弁（インジェクタ）１３
、それに燃圧レギュレータｌ４が配管されている燃料系
に供給される。そして、この燃料は、上記した燃圧レギ
ュレータ１４により一定の圧力に調圧され、それぞれの
シリンダの吸気管８にに設けられている燃料噴射弁１３
から吸気管８の中に噴射される。

また、上記空気流量計３からは吸気流量を表わす信号が
出力され、コントロールユニット１５に人力されるよう
になっている。

さらに、上記絞り弁ボデイ５には絞り弁５の開度を検出
するスロットルセンサ１８が取付けてあり、その出力も
コントロールユニットｌ５に入力されるようになってい
る。

次に、１６はデイスト（デイストリビュータ）で、この
デイストにはクランク角センサが内蔵されており、クラ
ンク軸の回転位置を表わす基準角信号ＲＥＦと回転速度
（回転数）検出用の角度信号ＰＯＳとが出力され、これ
らの信号もコントロールユニット１５に入力されるよう
になっている。

コントロールユニット１５の主要部は、第３図に示すよ
うに、ＭＰＵ，ＲＯＭと、Ａ／Ｄ変換器、人出力回路な
どを含むＬＳＩとからなるマイコンで構成されており、
上記した空気流量計３やデイストｌ６、さらにはスロッ
トルセンサ１８などのエンジンの運転状態を検出する各
種のセンサなどからの信号を入力として取り込み、所定
の演算処理を実行し、この演算結果として算定された各
種の制御信号を出力し、上記した燃料噴射弁ｌ３や点火
コイルｌ７に所定の制御信号を供給し、燃料供給量制御
と点火時期制御とを遂行するのである。

次に、これらの制御の詳細について説明する。

まず、点火時期の算定について説明すると、この算定は
、エンジン回転数Ｎｅを横軸に、そして燃料噴射量の基
本値となる基本パルス幅ＴＩ）を縦軸とするマップ検索
により算定するようになっており、このマップを第４図
と第５図に示す。ここで、第４図はアナログ的に、第５
図はデイジタル的にそれぞれ表現したもので、本質的に
は同じものである。なお、このときの縦軸となる基本パ
ルス幅Ｔｐは、エンジンの負荷を表わすデータとして意
味を持っていろものであるから、これに代えて、エンジ
ンの吸気負圧Ｐｃや、負荷を直接表わすデータＬ　ＤＡ
ＴＡを用いてマップ検索するようにしても良い。

第５図に示すように、このマップは、縦横それぞれが１
６個の領域に分割されており、全体で２５６個のデータ
を保有している．そして、各領域のそれぞれには、１個
１個、第６図に示すようにして、運転状態を一定に保っ
たエンジンでの点火時期ＡＤＶと開生トルクの関係を測
定し、それらのＭＢＴ（ミニマム・ベスト・トルク）近
傍の値が格納してある． 次に、燃料噴射量の算定と、点火時期の算定のタイミン
グ関係について、第１図の本発明の一実施例の場合と、
第７図の従来例の場合とを比較しながら詳細に説明する
。

コントロールユニット１５内のマイコンは、燃料噴射量
の算定と、点火時期の算定に関する処理のために、ｌｏ
ｍｓタスクと、２種の割込みタスクＩＲＱ．、ＩＲＣ；
ｈとを実行するようになっており、このうち、ＩＲＱ＋
は燃料噴射タイミングで、そして、ＩＲＱｘは点火タイ
ミングでそれぞれ発生する． そこで、第１図と第７図から明らかなように、マイコン
は、１０ｍＳタスクとして、順次、１０ｍＳごとにエン
ジンの吸気流量Ｑａとエンジン回転数Ｎｅを取り込み、
それぞれ割込みタスクＩＲＱ１とＩＲ（；ｈにより基本
パルス幅Ｔｐ、燃料噴射パルス幅Ｔｉ、それに点火時期
ＡＤＶを算定して行く。このとき、点火時期ＡＤＶにつ
いては、上記したマップ検索による。

そこで、今、或るシリンダ、例えば、ＮＯ．３シリンダ
についてみると、まず、第７図の従来例では、その或る
燃料噴射タイミングｔ１での燃料噴射パルス幅Ｔｉ＋は
、その直前にある１０ｍＳタスクのサンプリング時点ｔ
１での吸気流量Ｑ　ａ　＋とエンジン回転数Ｎｅ，とに
基づいて算定されたデータとなり、同じシリンダのその
直後での点火タイミングでの点火時期データＡＤＶ２は
、この時点の直前での１　０ｍＳタスクのサンプリング
時点ｔ，で取り込んだ吸気流量Ｑａｚとエンジン回転数
Ｎｅ．とに基づいて算定されたデータ、すなわち、Ｔｐ
，とＴＬに基づくものとなる。

ところで、このとき、エンジンの運転状態に大きな変化
がなかった場合には、特に問題はない。

しかしながら、このとき、例えば、図示のように、時点
ｔ１以降の或る時点ｔ．でエンジンが加速操作され、こ
の結果、サンプリング時点ｔ１とｔ，とで、エンジンの
運転状態を表わすデータに差を生じてしまったとすると
、このＮｏ．３シリンダの点火時期データとして算定さ
れるデータは、ＡＤＶ，とＡＤＶ．とで大きく変わって
くる。つまり、加速時点ｔ．後の時点ｔ２では、まだエ
ンジン回転数の上昇はおこらず、この結果、回転数デー
タＮｅ，とＮｅ．とは同じであるが、他方、吸気流量Ｑ
．は、Ｑ　ａ　＋からＱａｘに大きく変化しており、こ
れにより第５図のマップ検索時でのデータＴｐが大きく
なり、点火時期データＡＤＶ．では、そ・の進角量も大
きくなっている。

しかして、このときの燃料噴射量はデータＴＬにより決
定されており、他方、点火時期データＡＤＶ２はデータ
Ｔｉｎ、に対応したものであり、従って、この従来例で
は、このような加速直後での点火時期データが過進角に
なり、第８図の実車でのテスト結果に示すように、加速
後に２個のシリンダで失火を生じてしまうことになる．
次に、第１図の本発明の実施例の場合についてみると、
この場合は、コントロールユニット１５により、第９図
により後述する処理が実行される結果、同一シリンダに
ついては、割込みタスクＩＲ　Ｑ　ｒ　とＩＲＱ．によ
る処理が、同一のデータによる算定処理となり、このと
きには、燃料噴射パルス幅ＴＬに対しては、点火時期デ
ータＡ　Ｄ　Ｖ　＋が与えられることになり、従って、
この実施例によれば、加速時などのエンジンの運転状態
を表わすデータが急激に変化しているときでも、常に、
その時での燃料噴射量に対応した点火時期が与えられる
ことになり、第８図に示すように、失火などを生じるこ
となく、滑らかに、しかも充分な加速をえることが出来
る。

第９図（ａ）は、上記したｌＯｍＳタスクによる処理を
示したもので、順次、ｉｏｍｓごとにエンジンの吸気流
量Ｑａとエンジン回転数Ｎｅ，それにスロットルセンサ
１８からの絞り弁開度データθア，とを取り込み、それ
ぞれ基本パルス幅Ｔｐ、燃料噴射パルス幅Ｔｉ、それに
点火時期データＡＤＶを算定して行く．このとき、点火
時期データＡＤＶについては、上記したように、第５図
に示したマップの検索により算定し、それを逐次、新た
なデータの書き込みにより更新されて行く、レジスタな
どの所定のメモリ手段に格納して行くのである． そして、第９図（ｂ）に示すように、割込みタスクＩＲ
Ｑ．とＩ　ＲＱ．により、同一シリンダについては、そ
れぞれ、これらの同一サンプリング時点でのデータによ
り、燃料噴射量と点火時期の制御が実行されるように、
所定の制御用のレジスタＩＮＪ＃ｎと、ＩＧＮ＃ｎへの
データのセットを行うのである．なお、ここで、ｎはシ
リンダＮｏ．を表わす． 従って、この実施例によれば、第１図に示す制御が確実
に実行されるため、エンジン加速操作時などの過渡時で
も、常に的確な点火時期制御が得られ、失火やノッキン
グなどの発生を抑え、スムースな運転状態と充分な加速
感とを与えることができる。

次に、本開明の他の一実施例について、説明する。

自動車の加速時など，エンジンの回転数が急上昇する方
向での制御操作が与えられたときには、燃料供給量を急
速に増加させるのが望ましく、そのため、従来から、い
わゆる割込噴射制御の適用が知られている。

そこで、第１０図の実施例は、このような割込噴射制御
を施したエンジン制御システムに本開明を適用した場合
を示したものである． この第１０図の実施例においては、まず、その（ａ）に
示すｌｏｍｓタスクによる処理が１０ｍｓＪＯＢと名付
けられ、その中に、第９図の実施例では含まれていなか
った処理■、■、■、■が付加され、これに応じて，そ
の（ｂ）に示す割込みタスクＩＲＱ．とＩＲＱａによる
処理の一部にも変更が加えられているものである。

すなわち、まず、第１０図（ａ）において、図示してな
い制御手段により割込噴射が実行されたときには、それ
を判定処理ので判別し、割込噴射されたと判定されたと
きには処理■実行し、このとき算定された点火時期デー
タＡＤＶを補正して補正データＨＡＤＶを算出する。

続いて、この後、処理■に進み、今度は、いま、加速操
作された結果、現われたエンジン回転数の上昇程度ｄｎ
／ｄｔが所定値ＮｅＲＥＦを超えているか否かを調べ、
超えていると判定されたときには、続いて処理■を実行
し、さらに上記補正データＨＡＤＶの補正を実行するの
である。

また、これに応じて、第ｌＯ図（ｂ）に示す割込みタス
クＩ　Ｒ　Ｑ　ｒ　とＩＲＱａによる処理においては、
点火時期制御用のレジスタＩ　ＧＮ　＃　ｎへのデータ
のセット処理が、点火時期データＡＤＶｎと、ＨＡＤＶ
ｎのいずれか一方によるものとな？ているものである。

このときの補正点火時期ＨＡＤＶの算定は、第１１図に
示す特性のテーブルを割込噴射パルス幅Ｔｔにより検索
して補正量ΔＡＤＶＴＩ　を求め、これを用いて点火時
期データＡＤＶ，を次式により補正して行う。

Ｈ　Ａ　Ｄ　Ｖ　＝　Ａ　Ｄ　Ｖ　ｒ　＋ΔＡ　Ｄ　Ｖ
　ｒ　＋また、加速後のエンジン回転数の上昇程度によ
る補正点火時期ＨＡＤＶ算定は、第１２図に示す特性の
テーブルを用い、これをエンジン回転数の単位時間当た
りの変化量ｄＮｅ／ｄｔにより検索して補正量ΔＡＤＶ
．，を求め、これにより点火時期データＡＤＶ，を次式
により補正して行う。

なお、これらの補正処理は、上記した両方の補正に限ら
ず、一方だけの補正を適用するようにしても良い。

この第１０図の実施例によれば、加速補正に対応して、
常に的確な点火時期の進角補正が可能になり、失火やノ
ッキングの発生を確実に抑え、充分な加速感を持たせな
がら、しかもスムースで、安定した加速を容易に得るこ
とが出来る。

〔発明の効果〕

本開明によれば、複数のシリンダを有するエンジンにお
いて、各シリンダごとに、それぞれに対する燃料供給量
に常に正確に対応した点火時期が与えられるから、加速
時での失火やノッキングのｎ生を充分に抑え，優れた加
速感と安定した乗り心地を容易に与えることが出来る上
、自動車の運転性や排ガス性能の充分な向上を得ること
が出来る．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による点火時期制御装置の一実施例の動
作を説明するタイミングチャート、第２図は本発明の一
実施例が適用されたエンジン制御システムの一例をしめ
ずブロック構成図、第３図はコントロールユニットのブ
ロック図、第４図は本発明の一実施例で使用されるマッ
プのアナログ形式による説明図、第５図は同じくマップ
のでディジタル形式による説明図、第６図は点火時期と
エンジントルクの関係を示す特性図、第７図は従来例の
動作を説明するタイミングチャート、第８図は本発明の
実施例と従来例との効果の違いを説明する特性図、第９
図は本開明の一実施例の動作を説明するフローチャート
、第１０図は同じく本発明の他の一実施例による動作を
説明するフローチャート、第１１図及び第１２図はそれ
ぞれ制御用のテーブルを示す特性図である。 ｌ・・・・・・エアクリーナ、２・・・・・・入口部、
３・・・・・・熱線式空気流量計、４・・・・・・ダク
ト、５・・団・絞り弁ボディ５、６・・・・・・コレク
タ、７・・・・・・エンジン７、８・・・・・各シリン
ダに接続された吸気管、９・・・・・・燃料タンク、１
０・・・・・・燃料ボンブ１０，１０・・・・・・燃料
ダンパ１１．１２・・・・・・燃料フィルタ、ｌ３・・
・・・・燃料噴射弁（インジェクタ）、１４・・・・・
・燃圧レギュレータ１４、ｌ５・・・・・・コントロー
ルユニット、１６・・・・・・クランク角センサ、１７
・・・・・・点火コイル、１８・・・・・・スロットル
センサ。 第５図 Ｎｅ　（ｒｐｍ） 第６図 ＡＤＶ（ＢＴＤＣ） 第３図 １１３ 第４図 Ｎ●（ｒｐｍ） 第８図 第９図 （ａ） （ｂ） 第１０図 （ａ） （ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも２のシリンダを備え、エンジンの運転状
   態を表わすデータを、それぞれ独立に上記各シリンダに
   対応して順次異なったタイミングで取り込み、これら各
   シリンダに対応して取り込んだデータに基づいて、それ
   ぞれのシリンダごとの燃料噴射量と点火時期を逐次算定
   する方式の内燃機関において、ある時点で燃料噴射量の
   算定に使用したデータを順次所定の期間保存する記憶手
   段を設け、上記各シリンダごとの或る時点での燃料噴射
   量とそれに続く直後での点火時期の算定処理を同一のデ
   ータに基づいて逐次実行するように構成したことを特徴
   とする内燃機関の点火時期制御装置。 ２、請求項１の発明において、上記内燃機関が割込燃料
   噴射補正機能を備え、上記点火時期の算定処理が、この
   割込燃料噴射補正機能による燃料噴射量に基づく補正機
   能を備えていることを特徴とする内燃機関の点火時期制
   御装置。 ３、請求項１の発明において、上記内燃機関が加速補正
   機能を備え、上記点火時期の算定処理が、加速検出後の
   エンジン回転速度変化率に基づく補正機能を備えている
   ことを特徴とする内燃機関の点火時期制御装置。