JPH0648149Y2 - 内燃機関の点火時期制御装置 - Google Patents

内燃機関の点火時期制御装置

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JPH0648149Y2
JPH0648149Y2 JP1987100744U JP10074487U JPH0648149Y2 JP H0648149 Y2 JPH0648149 Y2 JP H0648149Y2 JP 1987100744 U JP1987100744 U JP 1987100744U JP 10074487 U JP10074487 U JP 10074487U JP H0648149 Y2 JPH0648149 Y2 JP H0648149Y2
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cooling water
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朋房 堀内
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Description

【考案の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、自動車等内燃機関の点火時期制御装置に係
り、特に水温補正のマップを複数有する点火時期制御装
置に関する。
(従来の技術) 暖機後のエンジンの吸気管内に噴射された液体燃料は、
加熱されたエンジン各部(吸気管内壁燃焼室入口通路、
吸入弁及び燃焼室内壁等)に接触して蒸発し、吸入空気
と混ざりあって適切な混合気を形成するが、始動直後で
は、エンジン各部が冷え切っているために燃料の蒸発が
促進されず、例えば、吸気管内壁等に燃料の一部が付着
・残留して混合気が過薄化したり、液滴のまま燃焼室に
供給されて燃焼に寄与しない燃料分が生じたりする結
果、燃焼速度の低下を招き、エンジン出力の落ち込みや
有害な排気ガス成分の増加等、種々の不都合を生じる。
そこで、始動直後のようにエンジン温度が低いときに
は、点火時期を進角側に補正して上記不都合を回避する
ことが行われている。例えばエンジン回転数Nと負荷デ
ータとして基本噴射パルス幅Tpに対する基本点火時期AD
Vφデータと、冷却水温度による補正点火時期ADV-COLD
のデータをそれぞれ予め実験により求めてマップにして
メモリに格納しておき、エンジンの運転状態に応じてそ
の各マップを検索し、そのマップデータに基づいて制御
量を求めてエンジンを制御することが行われている(特
開昭55-156223号参照)。
その場合の基本点火時期ADVφマップデータは、エンジ
ン回転数Nと基本噴射パルス幅Tpにより、ノッキングし
ないように、しかもできるだけ出力がでるように進角さ
せたデータとなっている。
(考案が解決しようとする問題点) しかしながら、このような従来の内燃機関の点火時期制
御装置にあっては、基本点火時期ADVφマップデータと
冷却水温による補正点火時期ADV-COLDのマップデータに
基づいて点火時期を制御する構成となっていたため、例
えば冷却水温が低いときは基本点火時期ADVφが補正点
火時期ADV-COLDによって補正されることから、特にエン
ジン回転数が高くなったような場合に実際の点火時期が
必要以上に進角気味となってノッキングが発生する、あ
るいは燃焼圧力が先鋭化して(ピーキーになって)エン
ジン騒音が増大する等の不具合が発生するという問題点
があった。
(考案の目的) そこで本考案は、エンジン各部によって燃料の蒸発が促
進される程度とエンジン各部の温度(すなわち冷却水
温)との相関関係に着目し、冷却水温に応じて基本点火
時期の進角補正値を設定するとともに、該進角補正値を
エンジンの低回転時と高回転時で専用化することによ
り、上記不具合を解決することを目的とする。
(問題点を解決するための手段) 本考案による内燃機関の点火時期制御装置は上記目的達
成のため、その基本概念図を第1図に示すように、エン
ジン負荷および回転数をパラメータとしてエンジンの運
転状態を検出する運転状態検出手段aと、エンジンの冷
却水の温度を検出する水温検出手段bと、エンジンの運
転状態に基づいて基本点火時期を設定する基本点火時期
設定手段cと、エンジンの低回転時には低回転時用の進
角補正値を出力する一方、エンジンの高回転時には高回
転時用の進角補正値を出力し、何れの進角補正値もエン
ジンの冷却水温をパラメータとしてその値を決定し、且
つ、何れの進角補正値も冷却水温が低くなるほどその値
が進角側にずれる特性を有するとともに、同一の冷却水
温に対しては低回転時用の進角補正値が高回転時用の進
角補正値よりも進角側にずれる特性を有する補正値演算
手段dと、該補正値演算手段dの出力で前記基本点火時
期を補正して最終点火時期を設定する最終点火時期設定
手段eと、最終点火時期設定手段eの出力に基づいて混
合気に点火する点火手段fとを備えている。
(作用) 本考案では、エンジンの冷却水温が低いほど、言い替え
れば、燃料の蒸発程度が少ないほど、進角側に大きくず
れる進角補正値が得られ、しかも、この進角補正値は、
エンジンの高回転時よりも低回転時の方が進角側に大き
くずれる特性が与えられている。従って、燃料の蒸発程
度に応じてエンジンの点火時期を進角補正することがで
き、且つ、エンジン低回転時の補正量を高回転時よりも
大きくすることができる。その結果、低回転時にあって
は、エンジン出力の向上と排気ガス性能の改善を、ま
た、高回転時にあっては、ノッキングの抑制とエンジン
騒音の軽減とを図ることができる。
(実施例) 以下、本考案を図面に基づいて説明する。
第2〜6図は本考案の一実施例を示す図である。まず、
構成を説明する。第2図において、1はエンジンであ
り、吸入空気はエアクリーナ2からスロットルチャンバ
3、吸気管4を通して各気筒に供給され、燃料は燃料タ
ンク5から燃料ポンプ6により送給され、燃料ダンパ
7、燃料フィルタ8、燃圧レギュレータ9および送給パ
イプ10を経て、噴射信号Siに基づきインジェクタ11から
噴射される。余剰燃料は燃圧レギュレータ9を介してリ
ターンパイプ12から燃料タンク5に戻される。各気筒に
は点火プラグ13が取り付けられており、点火プラグ13に
は点火コイル14からの高圧パルスPiが供給される。点火
プラグ13および点火コイル14は混合気に点火する点火手
段15を構成しており、点火手段15は点火信号Spに基づき
高圧パルスPiを発生して放電させる。そして、気筒内の
混合気は高圧パルスPiに放電によって着火、爆発し、排
気管16から外部に排出される。なお、インジェクタ11近
傍の点火プラグ13には絞弁17、18が配設されており、絞
弁17はアクセルペダルと機械的に連動し、絞弁18はダイ
ヤフラム19により駆動され、空気流量が少ない領域では
全閉状態となり、空気流量が増大するにつれてダイヤフ
ラム19への負圧が増大することにより開き始め、吸入抵
抗の増大を抑制する。
吸入空気の流量Qaはスロットルチャンバ3の空気通路21
に設けられたホットワイヤ式のエアフローメータ22によ
り検出され、ウォータジャケット23を流れる冷却水の温
度Twは水温センサ(水温検出手段)24により検出され
る。また、エンジン1のクランク角はクランク角センサ
25により検出され、クランク角センサ25はエンジン1の
回転に応じて基準クランク角毎に〔H〕レベルとなる基
準クランク角パルスCrpを出力するとともに、一定の単
位角毎にポジションパルスCppを出力する。なお、基準
クランク角パルスCrpは、4気筒の場合はクランク角180
度毎に出力され、6気筒の場合は120度毎に、8気筒の
場合は90度毎に出力される。一方、ポジションパルスCp
pは、例えばクランク角の0.5度毎に出力される。また、
基準クランク角パルスCrpを計数することにより、エン
ジン回転数Nを知ることができる。
さらに、絞弁17の全閉状態はアイドルスイッチ26により
検出され、アイドルスイッチ26は絞弁17と連動してオン
・オフする1ビットのディジタル信号を出力する。エア
フローメータ22およびクランク角センサ25は運転状態検
出手段27を構成しており、運転状態検出手段27、水温セ
ンサ24およびアイドルスイッチ26からの信号は制御回路
30に入力される。
制御回路30は基本点火時期設定手段、補正値演算手段お
よび最終点火時期設定手段としての機能を有し、第3図
に詳細に示すように、CPU31、ROM32、RAM33、I/Oポート
34、A/D変換器35およびマルチプレクサ(MPX)36により
構成される。マルチプレクサ36はアナログ信号として入
力される各信号Qa、Twを時分割的にセレクトし、A/D変
換器35はセレクトされたアナログ信号をディジタル信号
に変換する。CPU31はROM32に書き込まれているプログラ
ムに従って必要とする外部データを取り込んだり、また
ROM32やRAM33との間でデータの授受を行ったりしながら
燃料噴射制御および点火時期制御に必要な処理値を演算
処理し、必要に応じて処理したデータをI/Oポート34へ
出力する。I/Oポート34にはA/D変換器35からのディジタ
ル信号が入力されるとともに、クランク角センサ25、ア
イドルスイッチ26からディジタル信号がそのまま入力さ
れ、I/Oポート34からは噴射信号Siおよび点火信号Spが
インジェクタ11および点火手段15にそれぞれ出力され
る。ROM32はCPU31における処理プログラムや水温補正の
ための2種類のマップを格納しており、RAM33は演算に
使用するデータの一時記憶等を行う。
次に、作用を説明する。
第4図(a)は4気筒エンジンにおけるインジェクタ11
からの燃料の噴射タイミングを示したものである。横軸
はエンジン1のクランク軸の回転角度であり、各気筒の
吸入行程をハッチングで示している。この図から明らか
なように、クランク角の180度毎に吸入行程が存在し、
0度〜180度の間は第1気筒、180度〜360度の間は第3
気筒、360度〜540度の間は第4気筒、540度〜720度の間
は第2気筒である。
そして、同図(b)に示す如く、クランク角の180度毎
に基準クランク角パルスを発生させ、このパルスに基づ
いてインジェクタ11を開弁させるとともに点火プラグ13
をスパークさせ、計測された各データに基づいて制御回
路30で処理された演算結果によってインジェクタ11の開
弁時間および点火プラグ13の点火時期が決定される(同
図(c)(d)参照)。
本実施例では上記点火時期の制御を第5図に示すプログ
ラムに従って行っており、同プログラムはエンジン1の
回転に同期するタイミングで繰り返し実行される。
まず、P1でエンジン回転数N、吸入空気量Qaおよび冷却
水温Twを読み込み、P2で次式に従って基本噴射量Tpを
演算する。
但し、K;定数 次いで、P3で基本噴射量Tp(負荷データに相当)および
エンジン回転数Nをパラメータとして第6図に示すテー
ブルマップから基本点火時期ADVφをルックアップす
る。P4ではエンジン回転数Nが3000rpmを超えているか
否かを判別し、N≦3000rpmのときは低速回転域にある
と判断してP5で第7図に示すテーブルマップから低速用
の水温補正量ADV-COLD1をルックアップする。一方、N
>3000rpmのときは高速回転域にあると判断してP6で高
速用の水温補正量ADV-COLD2をルックアップする。水温
補正量ADV-COLD1又は2は基本点火時期ADVφを冷却水温
Twの大きさに応じて補正するもので、予め実験により最
適値がマップ化されている。この場合、本実施例では高
速域でノッキングの発生やエンジン騒音の増大防止を重
点とし、低速域では燃焼の効率を重点として冷却水温Tw
の値に応じて補正量の異なる(ADV-COLD1>ADV-COLD2)
2種類のマップが用意されており、第7図ではこれを実
線と破線で同一図面上に描いている。P5あるいはP6を経
ると、P7で次式に従って最終点火時期ADVを演算す
る。
ADV=ADVφ+ADV−COLD(lor2) …… したがって、最終点火時期ADVに対応するタイミングで
点火信号Spが出力されて混合気に点火される。
ここで、上述したプログラムによる点火時期制御の効果
を従来例と比較する。
いま、ある運転状態A、例えば10%の登坂をサード(3r
d)ギヤを用いて60km/hで走行している状態Aを想定す
ると、このときのエンジン回転数はNA、吸入空気量はQa
A、基本噴射量はTPAとなり、基本点火時期は第6図のマ
ップからADVφAとなる。この場合、冷却水温Twが低いと
き、例えばTw=5℃のような低温時には未だ燃料の気化
が不十分であり、通常運転時の点火時期ADVφでは燃焼
が完全とならない。そのために、冷却水温Twに応じた水
温補正量ADV-COLDを加算して最終点火時期ADV(=ADVφ
+ADV−COLD)を決定し、燃焼が完全になるようにして
いる。
ところが、ここで運転状態が変わり、エンジン回転数N
が高くなると、回転数Nの値に拘らず一律に設定された
従来の水温補正量ADV-COLDを加算した最終点火時期ADV
では進角し過ぎてノッキングの発生やエンジン騒音の増
大に到る。
一方、本実施例ではN=3000rpmを境に高速用と低速用
の2つの水温補正マップを使い分けている。したがっ
て、上述のような運転状態の変化があり、低水温時に高
回転となった場合であっても最終点火時期はADV=ADVφ
+ADV−COLD2となって従来よりも進角補正の度合が少な
いものとなる。その結果、ノッキングの発生やエンジン
騒音の増大を防止することができる。また、低水温時に
低回転の場合はADV-COLD2よりも値の大きいADV-COLD1が
水温補正量として採用されるから、低回転にも拘らず進
角補正が十分に大きく完全な燃焼を達成することができ
る。以上は低水温時の例であるが、冷却水温Twが高い場
合であっても、水温補正量が加算される限りその効果は
同様である。
なお、本実施例では水温補正用のマップを2つ設けてい
るが、これに限らず、例えば2つ以上設け、回転領域を
さらにきめ細かく判別して2つ以上のマップを使い分け
るようにしてもよい。
(効果) 本考案によれば、エンジンの冷却水温が低いほど、言い
替えれば、燃料の蒸発程度が少ないほど、進角側に大き
くずれる進角補正値を得られることができ、しかも、こ
の進角補正値は、エンジンの高回転時よりも低回転時の
方が進角側に大きくずれる特性が与えられているので、
燃料の蒸発程度に応じてエンジンの点火時期を進角補正
することができるとともに、エンジン低回転時の補正量
を高回転時よりも大きくすることができる。その結果、
低回転時にあっては、エンジン出力の向上と排気ガス性
能の改善を、また、高回転時にあっては、ノッキングの
抑制とエンジン騒音の軽減とを図ることができる。
なお、低回転時と高回転時の2つの進角補正値は、共
に、冷却水温が低くなるほど進角側にずれる近似の特性
を有しているため、その差をできるだけ小さくすること
によって、低回転と高回転の切替時における点火時期の
大きな変化を回避できエンジン出力の段差感をなくすこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の基本概念図、第2〜6図は本考案に係
る内燃機関の点火時期制御装置の一実施例を示す図であ
り、第2図はその全体構成図、第3図はその制御回路の
ブロック構成図、第4図はその作用を説明するためのタ
イミングチャート、第5図はその点火時期制御のプログ
ラムを示すフローチャート、第6図はその基本点火時期
のテーブルマップ、第7図はその水温補正量のテーブル
マップである。 1……エンジン、 15……点火手段、 24……水温センサ(水温検出手段)、 27……運転状態検出手段、 30……制御回路(基本点火時期設定手段、補正値演算手
段、最終点火時期設定手段)。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】a)エンジン負荷および回転数をパラメー
    タとしてエンジンの運転状態を検出する運転状態検出手
    段と、 b)エンジンの冷却水の温度を検出する水温検出手段
    と、 c)エンジンの運転状態に基づいて基本点火時期を設定
    する基本点火時期設定手段と、 d)エンジンの低回転時には低回転時用の進角補正値を
    出力する一方、エンジンの高回転時には高回転時用の進
    角補正値を出力し、何れの進角補正値もエンジンの冷却
    水温をパラメータとしてその値を決定し、且つ、何れの
    進角補正値も冷却水温が低くなるほどその値が進角側に
    ずれる特性を有するとともに、同一の冷却水温に対して
    は低回転時用の進角補正値が高回転時用の進角補正値よ
    りも進角側にずれる特性を有する補正値演算手段と、 e)該補正値演算手段の出力で前記基本点火時期を補正
    して最終点火時期を設定する最終点火時期設定手段と、 f)最終点火時期設定手段の出力に基づいて混合気に点
    火する点火手段と、 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。
JP1987100744U 1987-06-29 1987-06-29 内燃機関の点火時期制御装置 Expired - Lifetime JPH0648149Y2 (ja)

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JPS644862U JPS644862U (ja) 1989-01-12
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5759060A (en) * 1980-09-27 1982-04-09 Toyota Motor Corp Ignition timing controlling method of internal combustion engine
JPS61169666A (ja) * 1985-01-21 1986-07-31 Honda Motor Co Ltd 内燃エンジンの点火時期制御方法

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JPS644862U (ja) 1989-01-12

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