JPH0649915Y2 - 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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JPH0649915Y2
JPH0649915Y2 JP1987158224U JP15822487U JPH0649915Y2 JP H0649915 Y2 JPH0649915 Y2 JP H0649915Y2 JP 1987158224 U JP1987158224 U JP 1987158224U JP 15822487 U JP15822487 U JP 15822487U JP H0649915 Y2 JPH0649915 Y2 JP H0649915Y2
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JP
Japan
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ignition timing
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extremely low
ignition
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康利 南吉
達郎 森田
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Nissan Motor Co Ltd
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【考案の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本考案は、自動車等内燃機関の点火時期制御装置に係
り、詳しくは無負荷状態に近い極低負荷状態では通常の
基本点火時期に代えて極低負荷状態の点火時期を設定し
て運転性および操縦性を向上させる装置に関する。
(従来の技術) 一般に、自動車等のエンジンでは、その運転状態に応じ
て点火時期の要求特性が異なる。
そのため、例えばエンジン回転数Nと負荷データとして
の基本噴射パルス幅Tpに対する基本点火時期ADVφデー
タと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
−112861号公報参照)。また、始動(クランキング)
時、無負荷(アイドリング)時、負荷運転時でそれぞれ
別個の基本点火時期の計算式あるいはテーブルマップを
用意しておき、エンジンの運転条件によって上記各運転
状態の場合の基本点火時期を選択して点火時期を設定す
ることにより、エンジンの運転性や安定性を向上させる
ものもある(特開昭60−162059号、特開昭55−139971号
各公報参照)。
(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、無負荷時の場合と通常の負荷運転時
とでそれぞれ別個の計算式あるいはテーブルマップを用
いて点火時期を設定するという構成となっていたため、
アイドル状態に近い極低負荷の運転領域では無負荷時の
点火時期と負荷時の点火時期との間の段差によって発生
トルクが急激に変化してガクガクした悪い操縦性になっ
てしまうという問題点があった。
すなわち、無負荷時の点火時期はアイドル回転数の安定
を得るために第6図に示すように点火時期は遅角側に設
定されており、水温と回転数に応じて所定の値に設定し
ている。これに対して、通常の負荷時の点火時期は高ト
ルクと高効率を得るために同図実線に示すように進角側
に設定されており、特に低負荷になるほど混合気の燃焼
が遅くなるので最良の点火時期は相当進角側に設定され
ている。したがって、アイドリング時とアイドリング時
以外とでは点火時期に大きな段差があり、アイドリング
時に近い軽負荷での走行時には僅かな負荷変動(スロッ
トル角の変化)によって点火時期が急激に変化し発生ト
ルクも急激に変化してショックが発生し操縦性が悪化し
てしまう場合がある。このような点火時期の段差を防止
するものとしては、例えば特開昭54−72326号公報に記
載のものがある。この装置は上述のように点火時期の急
激な変化ににより機関のトルクが大きく変化して、機関
の安定性を損なってしまうのを防止するため、前回の点
火時期と今回の点火時期の差が所定値以下となるように
点火時期に制限値を設けている。しかし、この場合は急
加速したい場合にも点火時期が緩慢に変化することにな
るため発生トルクの応答性が悪いという別の問題点があ
る。
(考案の目的) そこで本考案は、エンジンが無負荷状態に近い所定の極
低負荷状態にあるとき、絞弁開度に応じた極低負荷時の
点火時期を設定することにより、極低負荷の運転領域に
おいてスロットル操作に対するエンジンの応答性を損な
うことなく、発生トルクの急激な立ち上がりを抑制して
運転性や操縦性を向上させることを目的としている。
(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
ジンの運転状態を検出する運転状態検出手段aと、絞弁
の開度を検出する開度検出手段bと、絞弁の開度に基づ
いて、エンジンが無負荷状態であるか又は無負荷状態に
近い所定の極低負荷状態であるか若しくは通常の負荷状
態であるかを判別する負荷判別手段cと、負荷判別手段
cによって無負荷状態が判別された場合には、一定の点
火時期(無負荷時の点火時期)を設定し、又は極低負荷
状態が判別された場合には絞弁の開度に対応した点火時
期(極低負荷時の点火時期)を設定し、若しくは通常の
負荷状態が判別された場合には前記運転状態検出手段a
の出力に対応した点火時期(負荷時の点火時期)を設定
する点火時期設定手段dと、点火時期設定手段dの出力
に基づいて混合気に点火する点火手段eと、を備え、前
記極低負荷時の点火時期は、無負荷時の点火時期と、通
常の負荷状態における最小の絞弁開度に対応した負荷時
の点火時期との間を範囲として変化することを特徴とす
る。
(作用) 本考案では、無負荷時、極低負荷時及び通常の負荷時の
各負荷状態に適合した点火時期が設定されるとともに、
それぞれの負荷状態間の点火時期の移行が段差なく滑ら
かに行われる。従って、特に極低負荷状態における発生
トルクの急激な立上りが抑えられ、運転性や操縦性の改
善が図られる。
(実施例) 以下、本考案を図面に基づいて説明する。
第2〜5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は運転状態検出手
段であり、運転状態検出手段1はエンジンの運転状態に
関連する各種パラメータを検出する複数のセンサにより
構成される。すなわち、運転状態検出手段1はクランク
角センサ2、エアフローメータ3、絞弁開度センサ(開
度検出手段)4およびアイドルスイッチ5により構成さ
れる。クランク角センサ2は爆発間隔(6気筒エンジン
ではクランク角で120°、4気筒エンジンでは180°)毎
に各気筒の圧縮上死点(TDC)前の所定位置、例えばBTD
C70°で〔H〕レベルのパルスとなる基準位置信号Caを
出力するとともに、クランク角の単位角度(例えば、1
°)毎に〔H〕レベルのパルスとなる単位信号C1を出力
する。なお、信号Caのパルス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、この処理は後述のコン
トロールユニット11により行われる。エアフローメータ
3はエンジン負荷を代表するエンジンへの吸入空気量Qa
を検出し、絞弁開度センサ4は絞弁の開度TVOを検出す
る。また、アイドルスイッチ5はエンジンがアイドリン
グ状態にあるときオンとなり、その状態に応じたアイド
ル信号をコントロールユニット11に出力する。
上記クランク角センサ2、エアフローメータ3、絞弁開
度センサ4およびアイドルスイッチ5からの信号はコン
トロールユニット11に入力されており、コントロールユ
ニット11は負荷判別手段および点火時期設定手段として
の機能を有し、CPU12、ROM13、RAM14、および入出力イ
ンターフェース、レジスタ、カウンタ、A/D変換器等を
内蔵した入出力制御回路15により構成される。CPU12はR
OM13に書き込まれているプログラムに従って入出力制御
回路15より必要とする外部データを取り込んだり、また
RAM14との間でデータの授受を行ったりしながら点火時
期制御に必要な処理値を演算処理し、必要に応じて処理
したデータを入出力制御回路15へ出力する。入出力制御
回路15には運転状態検出手段1からの信号が入力される
とともに、入出力制御回路15からは噴射信号Siおよび点
火信号Spが出力される。ROM13はCPU12における演算プロ
グラムを格納しており、RMA14は演算に使用するデータ
をマップ等の形で記憶する。なお、RAM14の一部は、例
えば不揮発性メモリにより構成され、その記憶内容(学
習値等)を演算停止後も保持する。一方、噴射信号Siは
駆動回路16に入力されており、駆動回路16は駆動用パワ
ートランジスタ17、バッテリ18等から構成される。駆動
回路16は入出力制御回路15からの信号を燃料噴射するの
に十分なだけの噴射信号に増幅してインジェクタ19に供
給する。また、点火信号Spは点火手段21に入力されてお
り、点火手段21は点火プラグ22a〜22d、点火コイル23、
バッテリ18、ディストリビュータ24およびパワートラン
ジスタ25により構成される。点火手段21は点火信号Spに
基づきパワートランジスタ25をON/OFF制御して点火コイ
ル23の2次側に高電圧Piを発生させるとともに、この高
電圧Piをディストリビュータ24により分配して点火プラ
グ22a〜22dに供給して混合気に点火する。なお、この点
火時期の制御(パワートランジスタ25のON〜OFF制御)
は、第3図に示すように、点火時期データADDをセット
するADV(進角値)レジスタ26と、リセットパルスでリ
セットされ、クランク角センサ2からの角度(1°パル
ス)信号C1をカウントするカウンタ27と、カウンタ27が
リセットされたときにパワートランジスタ25をON状態に
し、ADVレジスタ26にセットされた点火時期データADDと
カウンタ27のカウント値が一致したときにパワートラン
ジスタ25をOFF状態にするコンパレータ28とからなる。
次に、作用を説明する。
第4図はROM13に書き込まれている点火時期制御のプロ
グラムを示すフローチャートであり、本プログラムは所
定時間毎に一度実行される。まずP1で絞弁の開度TVOが
〔0°〕か否か(TVO=0か)を判別し、TVO=0のとき
は絞弁が全閉であり無負荷(アイドリング)時であると
判断してP2で無負荷時の点火時期ADVIDLEを演算し、P3
でこのADVIDLEをADVレジスタ26にセットして今回の処理
を終了する。ここで、ADVIDLEの演算は、従来公知例と
同様に冷却水温Twとエンジン回転数Nとにより一定の点
火時期を割り当てることにより行う。なお、エンジンの
アイドリング状態の判別は絞弁開度センサ4からの全閉
情報ではなくアイドルスイッチ5からのアイドル信号に
よってもよい。
一方、TVO≠0のときは無負荷時ではないと判断してP4
で絞弁開度TVOを所定の開度角θthと比較し、TVOがθth
より小さい(TVO<θth)ときはエンジンが無負荷時に
近い極低負荷状態にあると判断してP5で極低負荷時の点
火時期ADVTVOを演算し、P6でこのADVTVOを入出力制御回
路15内ADVレジスタ26にセットして今回の処理を終え
る。ここで、極低負荷時の点火時期ADVTVOは絞弁開度TV
Oに応じて増減するが、ADVTVOの最小値(極低負荷状態
における最小の絞弁開度に対応した点火時期の値)は無
負荷時の点火時期ADVIDLEと略同一の値である(第5図
の符号A参照)。ADVTVOの演算方法は例えば以下の
(i)〜(iii)に示すようなものがあり、CPUの処理能
力や必要とする点火時期制御の精度に応じて適当に使い
分けることができる。
(i)無負荷時の点火時期の演算結果ADVIDLEおよび負
荷時の点火時期の演算結果ADVMAPに基づいて絞弁開度TV
Oにより補間して求める方法で例えば次式で示され
る。
(ii)最小の点火時期ADVMinを設定し、絞弁開度TVOがA
DVMinの値より大かつ負荷時の点火時期の演算結果ADV
MAP(但し、ADVTVO<ADVMAP)より小さい範囲でTVOに比
例して点火時期を進角させていく方法で、例えば次式
で示される。
ADVTVO=ADVMin+k×TVO …… 但し、k:比例定数 (iii)絞弁開度TVOとエンジン回転数Nとに基づく点火
時期を格納したテーブルマップを持ち、検出したTVOと
回転数Nとによりこのテーブルマップから点火時期を検
索して求める。
P4でTVO≧θthのときは極低負荷状態にないと判断してP
7で通常の負荷時の点火時期ADVMAPを演算し、P8でこのA
DVMAPをADVレジスタ26にセットして今回の処理を終え
る。なお、ADVMAPの演算は従来公知例と同様にエンジン
回転数Nとエンジン負荷を代表する吸入空気量Qaとによ
りテーブルマップを検索する方法により求める。但し、
ADVMAPの最小値(通常の負荷状態における最小の絞弁開
度に対応した点火時期の値)は極低負荷時の点火時期AD
VTVOの最大値(極低負荷状態における最大の絞弁開度に
対応した点火時期の値)と略同一の値である(第5図の
符号B参照)。
このように、絞弁開度TVOが検出され、絞弁開度TVOが全
閉より大かつ所定の角度θthより小さいときは極低負荷
時と判断して絞弁開度TVOに応じた極低負荷時の点火時
期ADVTVOが算出設定される。したがって、第5図に示す
ように絞弁開度TVOがθth以下の低開度の極低負荷時に
は点火時期ADVTVOは絞弁開度TVOに応じてアイドリング
の点火時期ADVIDLEと負荷時の点火時期とADVMAPの間を
滑らかに移行することになり、また絞弁開度TVOの大き
い急加速時には迅速にスロットル操作に応じた負荷時の
点火時期ADVMAPとすることができる。その結果、スロッ
トル操作に対して応答の遅れを生じさせることなく、シ
ョックの発生を防止して良好な運転性を得ることができ
る。
(効果) 本考案によれば、無負荷時、極低負荷時及び通常の負荷
時の各負荷状態に適合した点火時期を設定することがで
きるとともに、それぞれの負荷状態間の点火時期の移行
を段差なく滑らかに行うことができる。従って、特に極
低負荷状態における発生トルクの急激な立上りを抑える
ことができ、運転性や操縦性の改善を図ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の基本概念図、第2〜5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図はその入出力制御
回路の要部ブロック構成図、第4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5図はその点火
時期の特性図、第6図は従来の内燃機関の点火時期制御
装置を示す点火時期の特性図である。 1……運転状態検出手段、 4……絞弁開度センサ(開度検出手段)、 11……コントロールユニット負荷判別手段、点火時期設
定手段)、 21……点火手段。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】a)エンジンの運転状態を検出する運転状
    態検出手段と、 b)絞弁の開度を検出する開度検出手段と、 c)絞弁の開度に基づいて、エンジンが無負荷状態であ
    るか又は無負荷状態に近い所定の極低負荷状態であるか
    若しくは通常の負荷状態であるかを判別する負荷判別手
    段と、 d)負荷判別手段によって無負荷状態が判別された場合
    には一定の点火時期(無負荷時の点火時期)を設定し、
    又は極低負荷状態が判別された場合には絞弁の開度に対
    応した点火時期(極低負荷時の点火時期)を設定し、若
    しくは通常の負荷状態が判別された場合には前記運転状
    態検出手段の出力に対応した点火時期(負荷時の点火時
    期)を設定する点火時期設定手段と、 e)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、 前記極低負荷時の点火時期は、無負荷時の点火時期と、
    通常の負荷状態における最小の絞弁開度に対応した負荷
    時の点火時期との間を範囲として変化することを特徴と
    する内燃機関の点火時期制御装置。
JP1987158224U 1987-10-15 1987-10-15 内燃機関の点火時期制御装置 Expired - Lifetime JPH0649915Y2 (ja)

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