JPH03507B2 - - Google Patents

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JPH03507B2
JPH03507B2 JP59250074A JP25007484A JPH03507B2 JP H03507 B2 JPH03507 B2 JP H03507B2 JP 59250074 A JP59250074 A JP 59250074A JP 25007484 A JP25007484 A JP 25007484A JP H03507 B2 JPH03507 B2 JP H03507B2
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JP
Japan
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angle
cylinder
ignition
timing
maximum
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Application number
JP59250074A
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JPS61129471A (ja
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Isao Kaneda
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NEC Home Electronics Ltd
Original Assignee
NEC Home Electronics Ltd
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Publication date
Application filed by NEC Home Electronics Ltd filed Critical NEC Home Electronics Ltd
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Publication of JPS61129471A publication Critical patent/JPS61129471A/ja
Publication of JPH03507B2 publication Critical patent/JPH03507B2/ja
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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
    • F02P5/15Digital data processing
    • F02P5/1502Digital data processing using one central computing unit
    • F02P5/1512Digital data processing using one central computing unit with particular means concerning an individual cylinder
    • 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

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃ピストン機関の点火時期の予測制
御装置に関する。
〔従来の技術〕
一般に内燃機関の点火時期は回転数、吸入負圧
等の各種のパラメータの複雑な関数である。従来
マイクロコンピユータによつて点火時期の最適制
御を行う場合には上記の関係式をテーブル形式で
メモリに記憶しておき、各時点における各パラメ
ータの値から最適な点火時期を読出す方式が使用
されていた。小型、大容量、高速のROMが安価
に入手し得るようになり、多数のパラメータを容
した大きいテーブルを実用化し得るようになつた
とは言え、上記のテーブルは平均的な最適値を与
えるに過ぎず、例えば各エンジンの特性のばらつ
きおよび経年変化、水温や吸気温度等の環境条
件、急加速やノツキング等の動的要件等までも含
めるとなるとメモリの記憶容量、計算速度の面か
ら改良に余地がある。
そこで同一出願人は特許出願(特願昭)59−
156229において、上記テーブル方法に代わる簡易
で低兼な点火時期調整方式を提案した。この発明
は要約すれば、ある回転における点火の結果とし
て燃焼反応が起こり、ピストン表面に極大圧力が
印加される時点(パワータイミング)を測定し、
この角度を上死点後10〜20度(エンジンによつて
異なる)に定まる最適パワータイミング角度(往
復運動を回転運動に変換するに最も効率的な角
度)と比較し両者の差を減ずるように後続の回転
の点火を行い、以下これを反復して両者の差をゼ
ロに近づけることを基本とする。この方式によれ
ば燃焼パラメータの変化すなわち、オクタン価に
よる着火遅れ時間、圧縮圧力による火炎伝播時間
の変化、回転速度による気流攪拌の効果等は上記
の差分の変化として読込まれ、各点火時期に累積
的な影響を与えるため、各種のパラメータの変化
に対応することができる。なお、最適パワータイ
ミング角度は単なる圧力的要因から定められるだ
けでなく、ノツキングなどの要因で変調すること
もできる。
このような方法を使用する場合にはエンジンの
回転速度が点火時期の予測の精度に対して与える
影響を十分に考慮しなければならない。エンジン
始動後回転数nが数百回転に達するまでの比較的
低速不整回転領域は過渡的時期であるので点火時
期の予測精度は高速回転時における程重要ではな
いが、回転数が数百回転以上の領域は頻繁に用い
られるだけでなく、しばしば急速な速度変化が起
こる領域であり、従つて点火時期の制御には高精
度が必要である。先に掲げた発明においては高い
回転数の領域における点火時期の予測を外挿法に
よつて行つたが計算がやや複雑であるという難点
があつた。これを改善するため同一出願人による
特許出願(特願昭)59−213316において回転数の
変化率による制御方式が提案された。しかしこれ
等の点火制御方式は1回転前の回転速度を基準と
しているため速度の急変に対する対応速度が必ず
しも十分でない場合があつた。
〔解決しようとする問題点〕
本発明は、上記従来の技術の欠点を除去するた
めにエンジンの回転速度の急変に高速で対応可能
な点火時期予測制御装置を提供することを目的と
する。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明による点火時期予測制御装置は、各気筒
内圧を検知する圧力センサ手段と、この圧力セン
サ手段の出力に基づき各気筒の極大圧力発生角と
発生時刻を出力する極大値判定手段と、各気筒の
最大パワータイミング角度を発生する角度信号発
生手段と、前記極大値判定手段の出力である各気
筒の極大圧力発生角と前記角度信号発生手段の出
力である各気筒の最大パワータイミング角度との
差角を求め、この差角が0になるように当該気筒
の点火パラメータを定め、この点火パラメータを
同一サイクル中の他の気筒の点火角の算出に供す
る比較演算手段から構成されている。
〔作用〕
上記構成によつて、一つの気筒について点火後
算出される差角が直ちに次に点火が行われる気筒
の点火角の算出に使用され、以下順繰りにこれを
繰返す。その結果1サイクル内に全気筒について
の点火時期の予測計算が終了するので回転速度の
変化に対する対応が速い。
〔実施例〕
以下本発明の実施例について図面を参照して詳
細に説明する。
第2図は本発明の概念の説明図であつて4サイ
クル2気筒エンジンの回転角と各気筒における事
象の生起時期との関係を示す。円の右半分は一方
の気筒、左半分は他方の気筒における事象とす
る。図においてiθppは各気筒の最適パワータイミ
ング角、iθpnはパワータイミング角、θiは点火
角、αiはαi=iθpn−iθppであつて、それぞれiが
偶数の場合第1気筒、奇数の場合第2気筒のそれ
ぞれの値を表わすものとする(この反対でもよ
い)。
各気筒について、θiにおいて点火が行われ混合
気の燃焼によつて気筒の内圧が高まりiθpnにおい
て圧力最大となる。エンジン始動直後等において
はiθpnは理想のパワータイミング角iθppと一致せ
ず図示の場合αiだけ進む。この角度αiを各気筒に
おいて速やかに零にすることが制御の目的であ
る。そこで1つの気筒における差角αiを他の気筒
の点火角θi+1の計算に適用し、 θi+1=θi+k・αi …(3) ただし0<k<1 によつて他の気筒の点火角を算出する。kはαiの
単調減少関数であつてα→0のときk→1が最適
である。本実施例においてはこの関数をテーブル
形式でメモリに記憶し与えられたαiに対するkを
求めるようにする。
第1図は上記の概念に基づく本発明による点火
時期予測制御装置の一実施例の全体構成図であ
る。図において1および1′は模式的に描いた内
燃機関の第1および第2気筒、2および2′は各
気筒内圧力を検知するピエゾセラミツク式圧力セ
ンサ、3および3′はセンサ2および2′の出力に
基づきそれぞれの極大圧力発生角iθpnおよび発生
時刻tiを出力する極大値判定回路、5はピストン
の上死点角度θoあるいは最適パワータイミング
角度θoptに対応する角度信号を発生し入力インタ
フエース7へ供給する角度信号発生器、17およ
び17′は圧力センサ内蔵の点火プラグ、6はデ
イストリビユータ15から点火プラグ17および
17′へ供給される点火信号を傍受し各気筒の点
火角θiを検出して入力インタフエース7へ供給す
る点火位相検出回路である。マイクロコンピユー
タμCOMは、上記入力インタフエース7に接続さ
れ入力に応じて内蔵プログラムによつて予測演算
を行うCPU9、このCPU9の演算に供するため
計算の条件や係数等の固定値を格納するROM
8、上記各センサからの入力信号によつて逐次変
化するパラメータを格納するRAM11、水晶振
動子によつてマイクロコンピユータ全体の動作に
必要な基準クロツクパルスを発生するタイマ回路
10およびCPU9の予測演算の結果を出力する
ための調整機能を有する出力インタフエース12
とから構成されている。出力インタフエース12
の出力はイグナイタ13の入力に接続され、イグ
ナイタ13の出力によつて高圧回路14は高電圧
を発生しこれがデイストリビユータ15を介して
点火プラグ17へ供給されることにより第1気筒
1または第2気筒1′内で着火が得られる。
第3図は第1図の構成による点火時期予測制御
回路を制御するプログラムのフローチヤートを示
す。図においてエンジンの始動モータに電源が投
入されるとエンジンが回転し始めとともにマイク
ロコンピユータがステツプS1に入る。S2では
角度信号発生器5からθのパルス信号列が発生し
入力インタフエース7に与えられると、CPU9
がこのパルス信号の間隔をあらかじめROM8に
記憶された周期と比較し、回転数nが既定値に達
したとき点火指令を発する。この指令は初期設定
においてはただちに実行されるとともにS2で
RAM11の点火角度θiに指定されたメモリにθ0
=0として記憶される。このメモリは複数のレジ
スタからなり、各データは経時順に記憶され、最
も新しいデータが入力されるときは各レジスタの
データは各々1つ前のレジスタへ順次移送され、
最も古いデータは押し出される形で消滅するよう
に構成する。
つぎにS3において、回転数niが測定され
RAM11内のレジスタに読込まれる。この回転
数niは導通角βiの計算に使用される。S4は一方
の気筒の測定値から他方の気筒の点火角を計算す
るサブルーチンであつてその詳細はS41〜S4
9である。i=0は最初に点火した気筒における
各測定値を示すものとし、以後このサブルーチン
へ入る都度iは1づつ増加する。例えばi=0に
おいて第1気筒が点火したとすれば以後偶数のi
は第1気筒、奇数のiは第2気筒を示すわけであ
る。
サブルーチンS4においてつぎの気筒の点火角
が計算された後、S5へ進みここで導通角βiの計
算が行われ、その結果出力インタフエース12を
経由してイグナイタ13に点火信号が供給され点
火される。つぎにS6においてiは1増加されS
3へ戻り上記を繰返す。
つぎに、サブルーチンS41について説明す
る。まずS42において例えば第1気筒の点火角
θiが読込まれる。S43においては圧力センサ2
によつて気筒内圧が測定され、S44においてそ
れが最大値を示すまで待つ。気筒内圧が最大値に
なるとこの値がS45においてiθpn用レジスタへ
読込まれる。そしてS46においては差角αiが計
算され、S47へ進んで差角αiを適用してkが求
められる。前述のようにメモリには関数k=f
(αi)がテーブル形式で記憶されており、αiを与
えることによつてkが求められる。つぎにS48
において上記各ステツプにおいて求められたθi、
αi、kを(3)式に代入して第2気筒の点火角θi+1
が求められた後S49によつてS5へ戻る。
次回にS41へ入つて来るときは第2気筒の点
火データを読込んで第1気筒の点火角を計算する
ことになり、以後同様にして繰返される。
なお上記実施例において圧力センサ2および
2′はピエゾセラミツク型として各気筒に設けた
が音響センサやパワータイミングによるクランク
軸のねじれ検出センサ等を使用することによつて
共通にすることもできる。
以上述べたように本発明による点火時期予測制
御装置は簡易な構成により安価に製作することが
できる。
〔効果〕
本発明による点火時期予測制御装置は1サイク
ル内において一つの気筒の点火データを次に点火
する気筒の点火角の計算に使用するので点火時期
の計算が速く特に回転速度の変化が激しい高速回
転時の点火時期の制御の精度が格段に向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による点火時期予測制御装置の
一実施例の全体構成図、第2図は本発明の概念の
説明図、第3図は第1図の構成による点火時期予
測制御回路の制御プログラムのフローチヤートで
ある。 1,1′……気筒、iθpn……内圧最大値に対応
する角度、iθpp……最適パワータイミングをもた
らす角度、αi……差角、θi……点火角。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 各気筒内圧を検知する圧力センサ手段と、こ
    の圧力センサ手段の出力に基づき各気筒の極大圧
    力発生角と発生時刻を出力する極大値判定手段
    と、各気筒の最大パワータイミング角度を発生す
    る角度信号発生手段と、前記極大値判定手段の出
    力である各気筒の極大圧力発生角と前記角度信号
    発生手段の出力である各気筒の最大パワータイミ
    ング角度との差角を求め、この差角が0になるよ
    うに当該気筒の点火パラメータを定め、この点火
    パラメータを同一サイクル中の他の気筒の点火角
    の算出に供する比較演算手段から構成したことを
    特徴とする点火時期予測制御装置。
JP59250074A 1984-11-27 1984-11-27 点火時期予測制御装置 Granted JPS61129471A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59250074A JPS61129471A (ja) 1984-11-27 1984-11-27 点火時期予測制御装置

Applications Claiming Priority (1)

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JP59250074A JPS61129471A (ja) 1984-11-27 1984-11-27 点火時期予測制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61129471A JPS61129471A (ja) 1986-06-17
JPH03507B2 true JPH03507B2 (ja) 1991-01-08

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ID=17202418

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59250074A Granted JPS61129471A (ja) 1984-11-27 1984-11-27 点火時期予測制御装置

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5458142A (en) * 1977-09-26 1979-05-10 Inst Francais Du Petrole Method of automatically adjusting ignition timing of engine and its device
JPS5833394A (ja) * 1981-08-20 1983-02-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd スピ−カシステムおよびその製造法
JPS59173561A (ja) * 1983-03-22 1984-10-01 Fujitsu Ten Ltd 内燃機関の点火時期制御装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5458142A (en) * 1977-09-26 1979-05-10 Inst Francais Du Petrole Method of automatically adjusting ignition timing of engine and its device
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JPS59173561A (ja) * 1983-03-22 1984-10-01 Fujitsu Ten Ltd 内燃機関の点火時期制御装置

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JPS61129471A (ja) 1986-06-17

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