JPH0320596B2 - - Google Patents

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JPH0320596B2
JPH0320596B2 JP57178098A JP17809882A JPH0320596B2 JP H0320596 B2 JPH0320596 B2 JP H0320596B2 JP 57178098 A JP57178098 A JP 57178098A JP 17809882 A JP17809882 A JP 17809882A JP H0320596 B2 JPH0320596 B2 JP H0320596B2
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JP
Japan
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cylinder
engine
cycle
ignition timing
effective pressure
Prior art date
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JP57178098A
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English (en)
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JPS5968565A (ja
Inventor
Toshiaki Motoi
Tsuneji Ito
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Publication of JPS5968565A publication Critical patent/JPS5968565A/ja
Publication of JPH0320596B2 publication Critical patent/JPH0320596B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/1455Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means by using a second control of the closed loop type
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はエンジンラフネスの軽減方法、詳しく
は点火時期を制御することによるエンジンラフネ
スの軽減方法に関するものである。
近年、自動車関連技術の発達は目覚しく、燃料
消費率(以下燃費率と呼ぶ)の改善、排ガス中の
有害成分の低減、運転のし易さや走行の安定性と
言つたいわゆるドライバビリテイ(運転性)の向
上等が追究され、より優れた自動車が提供されつ
つある。
またドライバビリテイ向上の一つとしてエンジ
ンの各気筒毎の出力の変動や気筒間の出力のバラ
ツキによつて生ずるエンジンラフネス(不安定な
エンジン回転やエンジンの振動を表わす)の軽減
が挙げられる。
一方、点火時期は最も図示平均有効圧Piの高
い、即ち最大トルクを得られる、最小点火進角値
(MBT:Minimum advance for Best Torque)
に制御することが燃費率上好ましい。
しかしながら、エンジンの冷間時の暖機運転や
排ガス(特にNOx)対策のために点火時期を
MBTより遅角する場合が通常行なわれている
が、その場合第1図に示すように特に各気筒の図
示平均有効圧Piがサイクル間で変動する(以下サ
イクル間変動と呼ぶ)時にエンジンラフネスが生
ずると言う問題があつた。
従来、トルクセンサや回転センサ等を用いてエ
ンジンの出力軸より前記エンジンラフネスを検出
して全気筒一律に点火時期を制御することにより
エンジンラフネスを軽減する方法等が行われてい
るが、各気筒毎の精緻な制御を行うことはでき
ず、結局ある程度以上のエンジンラフネスを軽減
することは無理であり、また強いて軽減しようと
すれば排ガス中の有害成分であるNOxが増加す
ると言う問題があつた。
本発明は、前述の問題を解決する目的で鋭意検
討の結果なされたもので、かかる目的はエンジン
出力に相関する図示平均有効圧Pi、即ち第2図で
示す如き気筒内の燃焼圧の指圧線図に沿つて同図
中の出力として作用するSaで表わす面積よりポ
ンプ仕事として作用するSbで表わす面積を減じ、
これを行程容積で除した値[数式で表わせばPi=
(Sa−Sb)/Vhとなる。但しVhは行程容積を表
わす]を各気筒、各サイクル毎に検出し、検出し
た図示平均有効圧より各気筒毎の図示平均有効圧
のサイクル間変動を求め、当該サイクル間変動に
基き各気筒の点火時期を制御することを特徴とす
る点火時期制御によるエンジンラフネスの軽減方
法によつて達成される。
以下に本発明を、一実施例を挙げて図面と共に
説明する。
まず第3図は本発明方法が適用された実施例の
エンジン(4サイクル、4気筒の場合を示す)及
びその周辺装置の概略を表わす模式図である。同
図において、1はエンジン、2はクランク軸に直
結されたクランク信号発生用円板で円板外周には
例えばマグネツトが等間隔に配設されたものを表
わしている。3は例えばピツクアツプコイルから
なるクランク信号センサで前記クランク信号発生
用円板2の回転に同期してクランク信号を発生す
るものを表わす。4は各気筒の点火プラグ4aに
一体化されて気筒内の圧力、即ち燃焼圧を検出す
る燃焼圧センサ(但し、点火プラグ4aとは別個
に設けても良い)、5は点火プラグ4aに点火用
の高圧電流を供給するデイストリビユータを表わ
す。そして6はインテークマニホールド、7はエ
ンジン負荷を検出するための負荷センサであるス
ロツトル開度センサを夫々表わしている。
更に、8は燃焼圧センサ4及びクランク信号セ
ンサ3の検出信号を増幅する入力インピーダンス
の高い増幅器、9は増幅器8を介して出力される
燃焼圧信号及びクランク信号より図示平均有効圧
を算出するPiメータ、10はマイクロプロセツサ
を含む制御回路を夫々表わしている。
また、制御回路10は第4図で示すように入力
ポート10a、出力ポート10b、入・出力デー
タや算出データを一時的に記憶するRAM(ラン
ダムアクセスメモリ)10c、制御プログラムや
制御用のデータを格納するROM(リードオンリ
メモリ)10d、データの演算処理、制御を
ROM10d内の制御プログラムに従つて行うマ
イクロプロセツサ、即ちCPU(セントラルプロセ
シングユニツト)10e、これら各素子を結び信
号の伝送路とされるバスライン10f、及び出力
ポート10bから出力される点火信号に基づきデ
イストリビユータ5に高圧電流を送るイグナイタ
10gから構成されている。
以上のように構成された本実施例の作用につい
て説明すると、まずエンジン1が始動されるとク
ランク軸が回転し、クランク信号センサ3より出
力されるクランク信号と共に燃焼圧センサ4から
の各気筒の燃焼圧信号が増幅器8に送られ、増幅
された夫々の信号はPiメータ9に送られ、各気筒
の図示平均有効圧Piが算出され、更にこの図示平
均有効圧Piと共にクランク信号が制御回路10に
送られる。また制御回路10にはスロツトル開度
センサ7からスロツトル開度信号が送られてい
る。
そして制御回路10においてはROM10d内
の制御プログラムに従つてクランク信号よりエン
ジン回転数Nが算出され、更にPiメータ9により
算出された図示平均有効圧、スロツトル開度セン
サ7により検出されたスロツトル開度等に基き現
エンジン状態に適する点火時期が設定され、当該
設定値に基き、クランク角信号に同期して高圧点
火電流がデイストリビユータ5を介して各気筒点
火プラグ4aに送られる。以後エンジン稼動中は
同様の制御が繰り返し行われる。
また点火時期を制御するに際し、第5図で示す
ように図示平均有効圧Piのサイクル間変動が予め
定められた、エンジン負荷と、エンジンラフネス
の許容値に対応する値S1(エンジン負荷に応じて
S1′〜S1″で示す値であり、以下単に許容値S1と呼
ぶ。)より小さいか、若しくは第6図で示すよう
に図示平均有効圧Piの気筒間のバラツキを示す気
筒間較差が予め定められた、エンジン負荷と、エ
ンジンラフネスの許容値に対応する値S2(エンジ
ン負荷に応じてS2′〜S2″で示す値であり、以下単
に許容値S2と呼ぶ。)より小さければ、図示平均
有効圧Piのサイクル間変動若しくは気筒間較差に
よつて生ずるエンジンラフネスは許される範囲内
であるとされることから、点火時期は通常の点火
時期で制御される。
尚、Piメータ9において、図示平均有効圧Piを
算出する場合、各気筒行程容積の一定量変化(例
えば1サイクル720゜分の行程容積を100分割した
値)毎にクランク信号センサ3より信号を出力す
るようにし、この信号をサンプリング信号として
燃焼圧センサ4より検出された燃焼圧をサンプリ
ングすれば、第2図で示す指圧線図で囲まれた部
分Sa、Sbより求められる図示平均有効圧Piは、 Pi=ΔV/Vh{180° 〓 θ=0°Pθ −360° 〓 θ=180°Pθ+540° 〓 θ=360°Pθ−720° 〓 θ=540°Pθ} (Vh:行程容積、ΔV:容積変化、Pθ:クラン
ク角θでの燃焼圧)上式で示す如く加減算を中心
とする簡単な演算によつて求めることが可能とな
り、演算スピードが高速化される。
次に本実施例の要部となる制御プログラムの一
例を説明する。第7図は各気筒におけるサイクル
間の判定制御のフローチヤートを表わす。本図に
表わされている処理は制御回路10の一連の各種
判定制御処理の一部としてサブルーチンの形で表
現されている。ここにおいて31はm番気筒の図
示平均有効圧Pi(以下単にPiとも呼ぶ)のサイク
ル間変動Smを、n回のサイクルにおける各サイ
クルのPi(Pij:j=1、2、3、…)とm番気筒
のPiのサイクル緩和平均から、 の計算式を用いて算出するステツプ、32はステツ
プ31で求めたSmと前出サイクル間変動の許容値
S1との値を比較判定するステツプ、33は該当気筒
の点火時期τmを一定量(α:例えば1゜)漸減
(進角)させるステツプ、34はROM上の図示し
ていないマツプからその時の例えばスロツトル開
度、エンジン回転数によつて定まる値を検索する
か若しくはスロツトル開度等より公知の演算式に
従つて算出したベース点火時期τ0と実際に制御さ
れる点火時期τmとの比較を行うステツプ、35は
ステツプ33とは逆にτmをα漸増(遅角)させる
ステツプ、36は点火時期τmをベース点火時期τ0
とするステツプを表わす。
ここで、自動車が走行中、制御プログラムの処
理が本ルーチンに入つてくると、まずステツプ31
にてm番気筒のPiの一定サイクル回数間でのサイ
クル間変動Smを前記式(1)から算出する。次いで
ステツプ32に至り、許容値S1とSmとを比較し、
SmがS1以下であれば、ステツプ33に進みτmをα
分減少して本ルーチンの処理を終え、逆にS1を越
えれば次のステツプ34へ移る。
次のステツプ34において点火時期τmとベース
点火時期τ0の大小が比較され、τmがτ0より小さ
ければステツプ35に進み、τmをα分増加して本
ルーチンの処理を終え、一方τmがτ0以上であれ
ば、ステツプ35にて実際の点火時期τmをベース
点火時期τ0そのものとして本ルーチンの処理を終
える。次いで他の気筒も同様に本ルーチンにより
処理される。
以上の処理により各気筒のサイクル間変動はS1
よりも少なく抑えられると共に、ベース点火時期
τ0若しくはそれに近づくよう点火時期τmが制御
され、その結果エンジンラフネスの許容される範
囲内まで、出力及び燃費を高めて、エンジンが運
転されることになる。
尚、本実施例においては、図示平均有効圧のサ
イクル間変動を抑制すると共に、図示平均有効圧
の気筒間較差をも是正し、それによつて更にエン
ジンラフネスを少なく抑えている。次にこの気筒
間較差を是正する制御プログラムを示すフローチ
ヤートを第8図に示す。本図に表わされている処
理は前述した第7図のフローチヤートと同様、一
連の各種判定制御処理の一部としてサブルーチン
の形で表現され、通常第7図のフローチヤートに
よる処理の後に実行される。ここにおいて、41は
夫々の気筒のある1サイクルにおける各気筒のPi
から最高のPiと最低のPiとの較差Pi′を算出する
ステツプ、42は前出気筒間較差の許容値S2と上記
Pi′との値を比較判定するステツプ、43は全気筒
のPi総和平均iを算出するステツプ、44はm番
目の気筒の図示平均有効圧Pimと上記iとを比
較判定するステツプ、45はm番目の気筒の点火時
期τmをβ(例えば0.5゜)分だけ漸増させるステツ
プ、46はτmをβ分だけ漸減させるステツプを表
わす。
ここで、処理が本ルーチンに入つてくると、ま
ず、ステツプ41にてPi′が算出され、次いでステ
ツプ42に至り、前出S2とPi′との比較を行い、も
しPi′がS2以下であれば、気筒間較差によるエン
ジンラフネスは許容値以下と判定し、何の処理も
行わず、あるいは現状維持の処理を行つて、本ル
ーチンを抜ける。
ステツプ42にてPi′がS2を越えている場合、次
のステツプ43にてiが算出され、次いでステツ
プ44に至る。ステツプ44にて各気筒毎に判定処理
が行われる。例えば、m番目の気筒の図示平均有
効圧Pimとiとを比較し、もし、Pimがiを
越えていると判定された場合、処理はステツプ45
に移り、m番目の気筒の点火時期τmをβ分だけ
漸増してPimを下げる。又、Pimとiが等しい
と判定された場合、処理は何も行わずあるいは現
状維持の処理を行う。又、PimがPi未満と判
定された場合、処理はステツプ46に移り、m番目
の気筒のτmをβ分だけ漸減してPimを上げる。
次いでm+1番目の気筒に移り、同様な処理を行
う。このようにして、1番目の気筒からはじめて
全ての気筒の点火時期を進角若しくは遅角調整す
ることによつて点火時期の制御を行いその後、本
ルーチンを抜ける。このようにして各気筒のPiを
Piに近づけることによりPi′がS2以下となるよ
うエンジンが制御され、気筒間の差異により生ず
るエンジンラフネスが許容値内におさえられる。
即ち、第7図及び第8図に示す処理が組み合わ
されることにより、エンジン全体がその負荷状態
に応じて、エンジンラフネスの許容値内により緻
密に制御され、エンジン回転を円滑にすることが
でき、排ガス中の有害成分の増加を抑制できる。
以上詳述したように本発明の点火時期制御によ
るエンジンラフネスの軽減方法は、多気筒エンジ
ンの各気筒毎の各サイクル毎の図示平均有効圧を
検出し、検出した図示平均有効圧より各気筒毎の
図示平均有効圧のサイクル間変動を求め、当該サ
イクル間変動に基き各気筒の点火時期を制御する
ことを特徴としている。
このため本発明方法によれば、気筒毎のサイク
ル間変動を抑え、かつ気筒間の図示平均有効圧の
バラツキを抑えることによつてエンジンラフネス
の発生を精緻に抑制してドライバビリテイを向上
し、かつ排ガス中の有害成分の発生を低く維持す
ることが可能となり、エンジンラフネス発生に伴
うエンジン及びその周辺部品の損耗を防ぐことが
可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は点火時期と図示平均有効圧のサイクル
間変動との相関を示す説明図、第2図は指圧線
図、第3図は本発明方法が適用されたエンジン及
びその周辺装置の概略を示す模式図、第4図は制
御回路を示すブロツク図、第5図はエンジンラフ
ネスと図示平均有効圧のサイクル間変動の相関を
示す説明図、第6図はエンジンラフネスと図示平
均有効圧の気筒間較差の相関を示す説明図、第7
図及び第8図は制御プログラムを示すフローチヤ
ートを示すものである。 1……エンジン、3……クランク信号センサ、
4……燃焼圧センサ、4a……点火プラグ、6…
…デイストリビユータ、8……増幅器、9……Pi
メータ、10……制御回路、10e……CPU。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 多気筒エンジンの各気筒の各サイクル毎に図
    示平均有効圧を検出し、検出した図示平均有効圧
    より各気筒毎の図示平均有効圧のサイクル間変動
    を求め、当該サイクル間変動に基き各気筒の点火
    時期を制御することを特徴とする点火時期制御に
    よるエンジンラフネスの軽減方法。
JP57178098A 1982-10-08 1982-10-08 点火時期制御によるエンジンラフネスの軽減方法 Granted JPS5968565A (ja)

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JPS5968565A JPS5968565A (ja) 1984-04-18
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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