JPH0649913Y2 - 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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JPH0649913Y2
JPH0649913Y2 JP1987142680U JP14268087U JPH0649913Y2 JP H0649913 Y2 JPH0649913 Y2 JP H0649913Y2 JP 1987142680 U JP1987142680 U JP 1987142680U JP 14268087 U JP14268087 U JP 14268087U JP H0649913 Y2 JPH0649913 Y2 JP H0649913Y2
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control gain
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steady
control
crank angle
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敏己 安保
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Description

【考案の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この考案は、内燃機関の点火時期制御装置に関する。
(従来の技術) 燃費向上の観点より最大の軸トルクを発生するのに必要
な最小点火進角値(いわゆるMBT)となるように点火進
角値を制御する(このような点火進角値のMBTへの制御
を以下「MBT制御」と称す。)ようにした装置が各種提
案されている(特開昭61−275581、56−57010号公報参
照)。
これは、燃焼時の筒内圧が最大となるピーククランク角
位置(Θpmax)が圧縮上死点後所定のクランク角(10〜
20°CAの範囲の所定の位置)の位置にくるように点火進
角値を設定した場合にその機関の発生トルクが最大とな
るので、この位置を目標位置(Θpmax*)としてフィー
ドバック制御を行うものである。すなわち、機関負荷と
回転速度の検出値に応じた点火時期がメモリから読み出
され、実際のクランク角がこの点火時期と一致したとき
に一次電流を遮断する信号が点火装置へと出力される。
ここに、点火時期はほぼMBTが得られるように付与され
ているが、実際にΘpmaxを検出してみてΘpmax*との間
にずれを生じているようであれば、そのずれ(偏差)に
基づくフィードバック補正量αにて点火時期が補正され
る。たとえば、ΘpmaxがΘpmax*より遅角側(Θpmax>
Θpmax*)あるいは進角側(Θpmax>Θpmax*)のいず
れにあってもΘpmax*(10°〜20°CAの範囲の所定の位
置)に引き戻すべく点火時期がα°CAだけ進遅角補正さ
れる。そして、この補正にてΘpmaxがΘpmax*と一致す
るとMBT制御が終了される。
(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MBT制御にあっては、ピーク
クランク角位置Θpmaxと目標位置Θpmax*とのずれに対
する点火時期の補正が所定値ずつ行なわれ、補正速度が
一義的に定められているため、次のような問題があっ
た。
即ち、従来のMBT制御に採用される制御ゲインは小さく
一定の値のため、補正速度が比較的遅いものとなってお
り、このため定常運転時には目標位置Θpmax*への安定
した制御が維持されるのであるが、過渡運転時には目標
位置Θpmax*へ応答良く制御することが難しく、補正が
遅れやすいのである。したがって、過渡運転時には補正
が遅れる分不必要なトルク損失を生じてしまい、期待し
たほど良好な運転性および燃費が得られないのである。
これに対して、ピーククランク角位置Θpmaxと目標値Θ
pmax*との偏差が大きいときほど点火時期の補正量を大
きくすることにより目標値への収束を促すようにしたも
のが提案されているが(特開昭62−195463号公報)、こ
のような制御によると過渡時のみならず不整燃焼等によ
り大きな制御偏差が生じた場合にも、その時の点火時期
は要求値通りで適正であるにもかかわらず、大きな点火
時期補正量が設定されてしまうため点火時期がハンチン
グを起こすことがあり、この結果として却って運転性が
悪化してしまうという問題があった。
この考案は、このような問題点を解決した点火時期制御
装置を提供することを目的としている。
(問題点を解決するための手段) この考案は、第1図に示すように、機関の筒内圧を検出
する手段1と、筒内圧が最大となるピーククランク角位
置を検出する手段2と、ピーククランク角位置が所定の
目標クランク角位置となるように点火時期を補正制御す
る手段3とを設けた内燃機関の点火時期制御装置におい
て、機関の負荷または回転数の少なくとも一方の変化率
と所定値との比較に基づいて機関が定常運転状態にある
か過渡運転状態にあるかを検出する手段4と、前記補正
制御手段3の制御ゲインとして、定常運転状態検出時に
は所定の定常時制御ゲインを、過渡運転状態検出時には
前記変化率に基づいて定めた、定常時制御ゲインよりも
大きな過渡時制御ゲインを、設定して出力する出力手段
5とを設け、かつこの出力手段5は、過渡運転状態時に
過渡時制御ゲインを所定量ずつ減算して出力すると共
に、この減算過程で過渡時制御ゲインが定常時制御ゲイ
ン以下となったときには定常時制御ゲインを出力するよ
うに構成した。
(作用) したがって、過渡運転状態が検出されたときは補正制御
手段3の制御ゲインが増大し、MBT制御による点火時期
の補正量が増えて補正速度が高められる。これにより、
点火時期の補正の遅れは防止され、ピーククランク角位
置が速やかに目標位置となるように制御される。ただ
し、過渡運転時に設定された制御ゲインは所定量ずつ減
算され、その減算過程で定常時制御ゲイン以下となった
ときには定常時制御ゲインによる補正制御が行われるの
で、ピーククランク角位置付近での補正量が過多となる
ことがなく、安定したMBT制御が行われる。
(実施例) 第2図は本考案の実施例を示すブロック構成図で、11は
機関の吸入空気量を検出するエアフローセンサ、12は機
関のクランク角と機関回転数を検出するクランク角セン
サ、13は点火栓(図示しない)の座金部等に設けられ機
関の筒内圧を検出する筒内圧センサである。これらの検
出信号は、それぞれ信号処理回路14〜16を介して、コン
トロールユニット17に入力される。
コントロールユニット17は、CPU18、ROM19、RAM20、I/O
装置21等からなるマイクロコンピュータにて構成され、
前記各検出信号に基づいて出力すべき点火時期を演算
し、この点火時期に対応気筒のクランク角が一致する
と、増幅器22、パワートランジスタ23を介して点火栓に
接続する点火コイル24の1次電流を遮断する信号を出力
する。コントロールユニット17にて実行される制御内容
を第3図のフローチャートに基づいて説明する。なお、
このフローは機関回転に同期して実行される。
まず、ステップ100にて筒内圧センサ13の信号から燃焼
時の筒内圧が単位クランク角毎に読込まれ、これらの値
の中から筒内圧が最大となったときのピーククランク角
位置Θpmaxが検出される。
ステップ101では内蔵したカウンタCOUNTがクリアされて
いるかどうかを判定し、クリアされていれば、ステップ
102にて|ΔTp|の計算を行う(COUNT≠0のときはステ
ップ108へ進む)。このΔTpは、吸入空気量Qaと機関回
転数Nとから求まる機関負荷Tpの機関1回転当たりの変
化率で、その絶対値|ΔTp|がステップ103にて所定値A1
と比較され、|ΔTp|>A1であれば、ステップ104にて|
ΔTp|に応じて第4図に示すように設定されたマップか
ら制御ゲインK1がルックアップされる。また|ΔTp|≦A
1であれば、ステップ105にて機関回転数Nの1回転当た
りの変化率の絶対値|ΔN|が計算され、この|ΔN|がス
テップ106にて所定値A2と比較され、|ΔN|>A2であれ
ば、ステップ107にて|ΔN|に応じて第5図に示すよう
に設定されたマップから制御ゲインK1がルックアップさ
れる。
ここで、|ΔTp|>A1または|ΔN|>A2により過渡運転
状態を判定するが、|ΔTp|≦A1かつ|ΔN|≦A2の定常
運転時あれば、一定の制御ゲインK2(制御ゲインK1の最
小値に等しい)がルックアップされ、ステップ114へ進
む。
次に、ステップ108ではカウンタCOUNT=βにセットさ
れ、ステップ109ではカウンタCOUNTが本フローの実行毎
に1ずつデクリメントされると共に、このデクリメント
に伴い制御ゲインK1が所定値K3(<K2)ずつ減算され
る。
ステップ110では減算された制御ゲインK1が最小値K2
比較され、K1>K2にある間はステップ111へ進む。ま
た、K1≦K2になればステップ113にてカウンタCOUNTをク
リアし、ステップ114へ進む。
即ち、過渡運転時には、|ΔTp|また|ΔN|に応じて制
御ゲインK1が選択され、この制御ゲインK1が本フローの
実行毎に漸減されると共に、K1≦K2になれば定常運転時
と同様に制御ゲインK2が選択される。
そして、ステップ111では、ステップ100で求めたピーク
クランク角位置Θpmaxと予め定められる目標クランク角
位置 (例えば圧縮上死点後15°)との偏差に制御ゲインK1
乗算され、この乗算値に前回の補正量αを加えたものが
今回の補正量αとして求められる。
また、K1≦K2になったとき及び定常運転時には、ステッ
プ114にて制御ゲインK2を基に今回の補正量αが求めら
れる。
そして、補正量αと基本点火時期TADVの和から過渡運転
時および定常運転時に出力すべき点火時期SETADVが求め
られる。なお、基本点火時期TADVは機関負荷Tpと機関回
転数Nおよび機関冷却水温等から算出される。
なお、ステップ115ではTp,Nが記憶され、次回の|ΔTp
|、|ΔN|の計算に用いる。
このような構成により、定常運転時にはピーククランク
角位置Θpmaxと目標位置Θpmax*との偏差に一定の制御
ゲインK2を乗算して補正量αが求められ、この補正量α
に応じて点火時期が補正制御される。
このため、1回当たりの補正量αは小さく、補正速度が
遅いことから、安定したMBT制御を維持することがで
き、ピーククランク角位置Θpmaxを精度良く目標位置Θ
pmax*に制御することができる。
これに対して、過渡運転に入ると、過渡運転状態に応じ
て制御ゲインK1が選択され、この制御ゲインK1と、Θpm
axとΘpmax*との偏差とから補正量αが求められ、この
補正量αに応じて点火時期が補正制御される。
このため、1回当たりの補正量αが増加されるため、補
正速度が速められ、これにより過渡運転時の制御遅れが
防止され、ピーククランク角位置Θpmaxが目標位置Θpm
ax*に速やかに制御される。したがって、従来例のよう
にトルク損失を生じるようなことはない。また、制御ゲ
インは前記偏差が拡大しがちな過渡運転時に限って高め
るようにしたことから、定常運転時において不整燃焼等
に原因する偏差の発生に対して過剰な点火時期補正を施
してしまうようなことがない。従って、優れた燃費及び
運転性が得られる。
また、過渡運転に入ると、制御ゲインK1が1制御毎に漸
減され、これに応じて順次補正速度が遅くされる。この
ため、過渡運転初期の制御遅れを防止しながら、ピーク
クランク角位置Θpmaxが目標位置Θpmax*付近にきたと
きに、定常運転時と同様に安定したMBT制御を得ること
ができる。
なお、制御ゲインの大きさと、点火時期の補正量の変動
幅、整定速度およびΘpmaxがΘpmax*にほぼ一致してい
るときの燃費との関係は第6図,第7図に示すようにな
り、Θpmax≒Θpmax*のときに制御ゲインK1が大きいま
まだと燃費が悪化するが、これは上記のように制御ゲイ
ンK1を漸減することにより防止される。
(考案の効果) 以上のように本考案は、機関負荷または回転数の変化率
に基づいて検出した過渡運転時には補正制御手段の制御
ゲインを増加して点火時期の補正速度を高めるようにし
たので、過渡運転時に点火時期の補正制御が遅れるよう
なことがない。また、過渡運転時の制御ゲインを所定量
ずつ減算し、その減算過程で定常時制御ゲイン以下とな
ったときには定常時制御ゲインによる補正制御を行うも
のとしたので、ピーククランク角位置付近での補正量が
過多となることがなく、安定した点火時期制御特性が維
持される。この結果、過渡運転時においても定常運転時
と同様の最適なMBT制御が得られ、したがって優れた燃
費性能が発揮される。さらに、過渡運転時以外の不整燃
焼等に原因して発生した制御偏差に対して無用に点火時
期を補正してしまうようなこともないので、前記最適MB
T制御の効果にあわせて、機関の運転性を向上させるこ
ともできる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の構成図、第2図,第3図は本考案の実
施例を示すブロック構成図と制御内容を示すフローチャ
ート、第4図,第5図は演算に用いる制御ゲインの特性
線図、第6図,第7図は制御ゲインと補正量の変動幅、
整定速度および燃費との関係を示すグラフである。 11……エアフローセンサ、12……クランク角センサ、13
……筒内圧センサ、17……コントロールユニット。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】機関の筒内圧を検出する手段と、筒内圧が
    最大となるピーククランク角位置を検出する手段と、ピ
    ーククランク角位置が所定の目標クランク角位置となる
    ように点火時期を補正制御する手段とを設けた内燃機関
    の点火時期制御装置において、機関の負荷または回転数
    の少なくとも一方の変化率と所定値との比較に基づいて
    機関が定常運転状態にあるか過渡運転状態にあるかを検
    出する手段と、前記補正制御手段の制御ゲインとして、
    定常運転状態検出時には所定の定常時制御ゲインを、過
    渡運転状態検出時には前記変化率に基づいて定めた、定
    常時制御ゲインより大きな過渡時制御ゲインを、設定し
    て出力する出力手段とを備え、かつこの出力手段は、過
    渡運転状態時に過渡時制御ゲインを所定量ずつ減算して
    出力すると共に、この減算過程で過渡時制御ゲインが定
    常時制御ゲイン以下となったときには定常時制御ゲイン
    を出力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。
JP1987142680U 1987-09-18 1987-09-18 内燃機関の点火時期制御装置 Expired - Lifetime JPH0649913Y2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5951675B2 (ja) * 1979-07-31 1984-12-15 日産自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JPH0650103B2 (ja) * 1982-01-18 1994-06-29 株式会社日立製作所 ノツク制御装置
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JPH0633758B2 (ja) * 1985-08-09 1994-05-02 本田技研工業株式会社 内燃エンジンの点火時期制御装置

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