JPH07167025A - 点火時期制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明の目的は、圧力センサの故障時にお
ける点火時期を適正化し得て、エンジンストールやノッ
キングの発生を防止し得て、エンジンの運転性を向上す
ることにある。 【構成】 この目的を達成するために、この発明は、回
転数センサを設け、圧力センサを設け、スロットルセン
サを設け、エンジン回転数と吸気管圧力とにより設定し
た正常時の点火マップ及びエンジン回転数と一定値の吸
気管圧力とにより故障時の点火時期を設定した故障時の
点火マップを有し、圧力センサの正常時には正常時の点
火マップからエンジン回転数と吸気管圧力とに基づいて
求められる点火時期になるように制御し、圧力センサの
故障時には故障時の点火マップからエンジン回転数と一
定値の吸気管圧力とに基づいて求められる点火時期をス
ロットル開度から演算される補正係数により補正して得
られる点火時期になるように制御する制御手段を設けた
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は点火時期制御装置に係
り、特に圧力センサの故障時における点火時期を適正化
し得て、エンジンストールやノッキングの発生を防止し
得て、エンジンの運転性を向上し得る点火時期制御装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両等に搭載されるエンジンは、エンジ
ン負荷の大小に応じた要求点火時期を有している。そこ
で、エンジンには、エンジン負荷に応じた要求点火時期
になるように点火時期を制御する点火時期制御装置を備
えたものがある。このような点火時期制御装置には、エ
ンジン回転数とエンジン負荷であるスロットルバルブ下
流側の吸気管圧力とからなる二次元の点火マップを備
え、検出されるエンジン回転数と吸気管圧力とに基づい
て前記点火マップのテーブルから求められる点火時期に
なるように制御するものがある。

【０００３】なお、エンジンには、自然給気式のエンジ
ンと過給式のエンジンとがある。自然給気式のエンジン
においては、スロットルバルブ下流側の吸気管圧力が負
圧側で変化する。過給式のエンジンにおいては、スロッ
トルバルブ下流側の吸気管圧力が正圧側で変化する。以
下においては、スロットルバルブ下流側の吸気管圧力が
正圧側で変化する過給式のエンジンについて説明する。

【０００４】この点火時期制御装置は、エンジン回転数
を検出する回転数センサとスロットルバルブ下流側の吸
気管圧力（ブースト）を検出する圧力センサとを設け、
制御手段に図７に示すようにエンジン回転数と吸気管圧
力とにより前記圧力センサ正常時の点火時期を設定した
正常時の点火マップを有するとともにエンジン回転数と
一定値の吸気管圧力とにより前記圧力センサ故障時の点
火時期を設定した故障時の点火マップを有している。

【０００５】この点火時期制御装置は、図１０に示す如
く、制御がスタート（ステップ２００）すると、圧力セ
ンサが正常であるか否かを判断（ステップ２０２）す
る。圧力センサの正常時（ステップ２０２：ＹＥＳ）に
は、正常時の点火マップを選択（ステップ２０４）し、
エンジンの点火時期を制御する。一方、圧力センサの故
障時（ステップ２０２：ＮＯ）には、故障時の点火マッ
プを選択（ステップ２０６）し、エンジンの点火時期を
制御する。

【０００６】即ち、圧力センサの正常時には、正常時の
点火マップから回転数センサの検出するエンジン回転数
と圧力センサの検出する吸気管圧力とに基づいて求めら
れる点火時期になるように、エンジンの点火時期を制御
する。また、圧力センサの故障時には、故障時の点火マ
ップから回転数センサの検出するエンジン回転数と予め
一定値に設定した吸気管圧力とに基づいて求められる点
火時期になるように、エンジンの点火時期を制御する。

【０００７】このような点火時期制御装置としては、特
開平２−３０８９７０号公報に開示されるものがある。
この公報に開示される点火時期制御装置は、エンジン回
転数を検出する回転角センサとエンジン負荷である空気
量を検出するエアフローセンサとを備え、エンジン回転
数とエンジン負荷とに応じた点火時期のデータテーブル
を備え、エアフローセンサの故障時には負荷である空気
量を一定値として前記データテーブルとエンジン回転数
とに基づいて点火時期を制御するものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、エンジン回
転数が一定回転数における吸気管圧力（ブースト）と要
求点火時期との関係は、図８に示す如く、逆比例の関係
となっている。ここで、エンジン負荷たる吸気管圧力を
検出する圧力センサが故障した場合のことを考えると、
回転数センサの検出するエンジン回転数と予め一定値に
設定した吸気管圧力とに基づいて故障時の点火マップか
ら点火時期を求める前記点火時期制御装置においては、
点火時期が一定値の吸気管圧力（Ａ点）の位置に固定さ
れることになる。

【０００９】このように点火時期が一定値の吸気管圧力
（Ａ点）の位置に固定された運転状況においては、図９
に示すように、スロットルバルブを開くことによりエン
ジンの吸気管圧力がＡ点よりも強い領域に移行すると、
点火時期が要求点火時期よりも進角側にずれて過進角と
なり、ノッキングが惹起されるおそれがある。一方、ス
ロットルバルブを閉じることによりエンジンの吸気管圧
力がＡ点よりも弱い領域に移行すると、点火時期が要求
点火時期よりも遅角側にずれて過遅角となり、エンジン
ストールや息つきが惹起されるおそれがある。

【００１０】このため、圧力センサの故障時に回転数セ
ンサの検出するエンジン回転数と予め一定値に設定した
吸気管圧力とに基づいて故障時の点火マップから点火時
期を求める従来の点火時期制御装置は、圧力センサの故
障時にエンジンの運転性を低下させる不都合があった。

【００１１】この場合に、前記公報に開示の如く、エア
フローセンサの故障時に負荷である空気量を一定値とし
てデータテーブルとエンジン回転数とに基づいて点火時
期を制御するものもあるが、負荷であるエアフローセン
サの検出する空気量を一定値としているため、点火時期
が要求点火時期よりも進角側や遅角側にずれる問題を解
消し得ない不都合があった。

【００１２】

【課題を解決するための手段】そこで、このような不都
合を解消するために、この発明は、エンジンのエンジン
回転数を検出する回転数センサを設け、前記エンジンの
スロットルバルブ下流側の吸気管圧力を検出する圧力セ
ンサを設け、前記スロットルバルブのスロットル開度を
検出するスロットルセンサを設け、エンジン回転数と吸
気管圧力とにより前記圧力センサ正常時の点火時期を設
定した正常時の点火マップを有するとともにエンジン回
転数と一定値の吸気管圧力とにより前記圧力センサ故障
時の点火時期を設定した故障時の点火マップを有し、前
記圧力センサの正常時には前記正常時の点火マップから
前記回転数センサの検出するエンジン回転数と前記圧力
センサの検出する吸気管圧力とに基づいて求められる点
火時期になるように制御し、前記圧力センサの故障時に
は前記故障時の点火マップから前記回転数センサの検出
するエンジン回転数と一定値の吸気管圧力とに基づいて
求められる点火時期を前記スロットルセンサの検出する
スロットル開度から演算される補正係数により補正して
得られる点火時期になるように制御する制御手段を設け
たことを特徴とする。

【００１３】

【作用】この発明の構成によれば、点火時期制御装置
は、制御手段によって、圧力センサの故障時には、吸気
管圧力と比例関係にあるスロットル開度から補正係数を
演算し、この補正係数により故障時の点火マップから求
められる点火時期を補正している。これにより、この点
火時期制御装置は、圧力センサの故障時に、故障時の点
火マップから求められる点火時期を、圧力センサの正常
時の点火マップから求められる点火時期に近似させるこ
とができる。

【００１４】

【実施例】次にこの発明の実施例を図に基づいて詳細に
説明する。

【００１５】図１〜図６は、この発明の実施例を示すも
のである。図６において、２は過給式のエンジン、４は
吸気通路、６は排気通路である。図示しない車両に搭載
されるエンジン２の吸気通路４は、上流端をエアクリー
ナ８に連通して設けるとともに下流端を燃焼室（図示せ
ず）に連通して設けている。

【００１６】前記エンジン２は、吸気通路４にスロット
ルバルブ１０を設けている。このスロットルバルブ１０
よりも上流側の吸気通路４には、過給機１２のコンプレ
ッサ１４を設けている。過給機１２は、吸気通路４に設
けたコンプレッサ１４を排気通路６に設けたタービン１
６により駆動して吸気を圧送する。したがって、このエ
ンジン２は、過給式のエンジン２であり、スロットルバ
ルブ１０下流側の吸気管圧力が正圧側で変化する。

【００１７】前記エンジン２には、図示しない燃焼室に
指向させて、吸気通路４に燃料噴射弁１８を設けてい
る。燃料噴射弁１８は、燃料通路２０により燃料タンク
２２に連通している。燃料タンク２２内には、燃料を燃
料通路２０に送給する燃料ポンプ２４を設けている。燃
料通路２０の途中には、吸気通路４の吸気管圧力により
燃料圧力を調整する燃料圧力調整弁２６を設けている。
燃料圧力調整弁２６は、燃料通路２０の燃料圧力を所定
圧力に調整するとともに、余剰の燃料を戻り通路２８に
より燃料タンク２２に戻す。

【００１８】前記吸気通路４には、スロットルバルブ１
０を迂回するバイパス通路３０を設けている。バイパス
通路３０は、一端側をスロットルバルブ１０よりも上流
側で且つ過給機１２のコンプレッサ１４よりも下流側の
吸気通路４に連通するとともに、他端側をスロットルバ
ルブ１０よりも下流側の燃焼室（図示せず）に至る吸気
通路４に連通している。このバイパス通路３０には、エ
ンジン２の運転状態に応じてデューティ比により制御さ
れるバイパス制御弁３２を設けている。

【００１９】また、エンジン２には、エアバルブ３４を
設けている。エアバルブ３４は、冷却水温度により作動
され、冷機始動時に吸気絞り弁１０下流側の吸気通路４
に供給する空気量を増加させ、エンジン回転数をアイド
ル回転数よりも高めてファーストアイドル運転状態にす
る。

【００２０】前記吸気通路４には、スロットルバルブ１
０のスロットル開度を検出するスロットルセンサ３６
と、吸気温度を検出する吸気温度センサ３８と、スロッ
トルバルブ１０下流側の吸気管圧力（ブースト）を検出
する圧力センサ４０と、を設けている。前記エンジン２
には、エンジン２の回転数及び回転角を検出して回転数
センサとしも機能する回転角センサ４２と、冷却水温度
を検出する冷却水温度センサ４４と、を設けている。回
転角センサ４２は、ディストリビュータ４６に設けられ
ている。これら各種センサ３６〜４４は、点火時期制御
装置を構成する制御手段たる制御部４８の入力側に接続
されている。

【００２１】制御部４８の入力側には、また、ダイアグ
ノーシス信号を入力すべくダイグノーシス信号部５０
と、エアコン（エアコンディショナ：図示せず）のＯＮ
・ＯＦＦの信号を入力すべくエアコンスイッチ５２と、
車速信号を入力すべくスピードメータ５４と、イニシャ
ルセット信号を入力すべくイニシャルセット部５６と、
排気通路６に設けたＯ₂ センサ５８と、ＣＯ調整用信号
を入力すべくＣＯ調整用抵抗部６０と、バッテリ６２
と、が接続されている。

【００２２】また、制御部４８の出力側には、燃料噴射
弁１８と、燃料ポンプ２４と、バイパス制御弁３２と、
が接続されている。燃料ポンプ２４は、ポンプリレー６
４を介して接続されている。また、この制御部４８の出
力側には、エアバイパス弁（図示せず）用の負圧切換弁
６６と、ＥＧＲ制御弁（図示せず）用の負圧切換弁６８
と、点火コイル７０と、モニタ７２と、ターボランプ７
４と、デューティメータ７６とが接続されている。

【００２３】前記制御部４８は、Ａ／Ｄ変換部７８とＣ
ＰＵ８０と出力部８２と整形部８４とバッファ部８６と
から構成される。制御部４８は、各種センサから入力す
る信号により、燃料噴射弁１８に噴射弁駆動信号を出力
し、燃料ポンプ２４にポンプ駆動信号を出力し、点火コ
イル７０に点火指令信号を出力し、燃料噴射弁１８から
適切に燃料を噴射させ、点火プラグ（図示せず）に適切
に飛火させる。

【００２４】この制御部４８は、各種センサ３６〜４４
から入力する信号によって、エンジン２の運転状態に応
じた噴射量の燃料を燃料噴射弁１８から噴射させ、空燃
比が目標空燃比になるように制御する。また、制御部４
８は、エンジン２のアイドル運転時に機関回転数が目標
回転数になるようにバイパス制御弁３２の動作をデュー
ティ比によりフィードバック制御し、バイパス通路３０
のバイパス空気量を調整する。

【００２５】このエンジン２に設けられる点火時期制御
装置は、スロットルバルブ１０のスロットル開度を検出
するスロットルセンサ３６と、スロットルバルブ１０下
流側の正圧側で変化する吸気管圧力（ブースト）を検出
する圧力センサ４０と、エンジン回転数を検出する回転
数センサたる回転角センサ４２と、を設けている。

【００２６】点火時期制御装置の制御部４８は、図５に
示す如く、エンジン回転数と吸気管圧力とにより圧力セ
ンサ４０正常時の点火時期を設定した正常時の点火マッ
プを有するとともに、エンジン回転数と一定値の吸気管
圧力とにより圧力センサ４０故障時の点火時期を設定し
た故障時の点火マップを有している。これら各点火マッ
プ及び一定値の吸気管圧力は、制御部４８に予め記憶さ
れている。

【００２７】制御部４８は、圧力センサ４０の正常時に
は、正常時の点火マップから回転数センサたる回転角セ
ンサ４２の検出するエンジン回転数と圧力センサ４０の
検出する吸気管圧力とに基づいて求められる点火時期に
なるように、エンジン２の点火時期を制御する。

【００２８】また、制御部４８は、圧力センサ４０の故
障時には、故障時の点火マップから回転数センサたる回
転角センサ４２の検出するエンジン回転数と一定値の吸
気管圧力とに基づいて求められる点火時期を、スロット
ルセンサ３６の検出するスロットル開度から演算される
補正係数ｋにより補正して得られた点火時期になるよう
に、エンジン２の点火時期を制御する。

【００２９】前記補正係数ｋは、例えば図４に示す如
く、スロットル開度からなる一次元の補正マップから求
められる。補正マップは、前記各点火マップ及び一定値
の吸気管圧力と同様に、制御部４８に予め記憶されてい
る。

【００３０】次に作用を説明する。

【００３１】エンジン２は、過給機１２により過給され
る吸気をスロットルバルブ１０により調量して供給さ
れ、燃料噴射弁１８により燃料を供給されるとともに点
火プラグ（図示せず）により点火燃焼される。燃料供給
量及び点火時期は、制御部４８によって適切に制御され
る。

【００３２】点火時期制御装置は、エンジン２の運転時
に、制御部４８によって、運転状態に応じて以下のよう
に点火時期を制御する。

【００３３】点火時期制御装置は、図１に示す如く、制
御がスタート（ステップ１００）すると、吸気管圧力
（ブースト）を検出する圧力センサ４０が正常であるか
否かを判断する。

【００３４】圧力センサ４０が正常である（ステップ１
０２：ＹＥＳ）場合は、正常時の点火マップを選択（ス
テップ１０４）し、この正常時の点火マップによりエン
ジン２の点火時期を制御する。即ち、制御部４８は、圧
力センサ４０の正常時には、正常時の点火マップから回
転数センサたる回転角センサ４２の検出するエンジン回
転数と圧力センサ４０の検出する吸気管圧力とに基づい
て求められる点火時期になるように、エンジン２の点火
時期を制御する。

【００３５】一方、圧力センサ４０が故障している（ス
テップ１０２：ＮＯ）場合は、スロットルセンサ３６の
検出するスロットル開度から補正係数ｋを演算（ステッ
プ１０６）し、この補正係数ｋにより故障時の点火マッ
プから求められる点火時期を補正して得られる点火時期
を選択（ステップ１０８）し、この補正した点火時期に
なるように、エンジン２の点火時期を制御する。

【００３６】即ち、制御部４８は、圧力センサ４０の故
障時には、故障時の点火マップから回転数センサたる回
転角センサ４２の検出するエンジン回転数と一定値の吸
気管圧力とに基づいて求められる点火時期を、スロット
ルセンサ３６の検出するスロットル開度から演算される
補正係数ｋにより補正した点火時期を得て、この補正し
た点火時期になるように、エンジン２の点火時期を制御
する。

【００３７】ここで、圧力センサ４０の故障時に、故障
時の点火マップから求められる点火時期を、スロットル
開度から演算される補正係数ｋにより補正することにつ
いて説明する。

【００３８】エンジン２は、図３に示す如く、一定のエ
ンジン回転数において、吸気管圧力（ブースト）とスロ
ットル開度とが、ほぼ比例関係にある。このように、吸
気管圧力とスロットル開度とが比例関係にあることに着
目し、例えば図４に示す如く、スロットル開度からなる
補正係数ｋの一次元の補正マップを設け、制御部４８に
予め記憶させる。

【００３９】制御部４８は、圧力センサ４０の故障時に
は、吸気管圧力と比例関係にあるスロットル開度から補
正係数ｋを演算して求め、この補正係数ｋにより故障時
の点火マップから求められる点火時期を補正する。これ
により、圧力センサ４０の故障時の点火時期を、図２に
示す如く、要求点火時期、つまり圧力センサ４０の正常
時の点火マップから求められる点火時期に近似させるこ
とができる。

【００４０】このように、制御部４８は、圧力センサ４
０の故障時には、故障時の点火マップから回転数センサ
たる回転角センサ４２の検出するエンジン回転数と一定
値の吸気管圧力とに基づいて求められる点火時期を、ス
ロットルセンサ３６の検出するスロットル開度から演算
される補正係数ｋにより補正した点火時期を得て、この
補正した点火時期になるように、エンジン２の点火時期
を制御する。

【００４１】これにより、点火時期制御装置は、図２に
示す如く、圧力センサ４０の故障時に、故障時の点火マ
ップから求められる点火時期を補正係数ｋにより要求点
火時期に近似するように補正することができ、圧力セン
サ４０の正常時の点火マップから求められる点火時期に
近似させることができる。

【００４２】このため、この点火時期制御装置は、圧力
センサ４０の故障時の点火時期が従来のように一定値の
給気管圧力（Ａ点）の位置に固定されることがなく、圧
力センサ４０の故障時における点火時期を適正化するこ
とができる。この結果、エンジンストールや息つき、ノ
ッキングの発生を防止し得て、エンジンの運転性を向上
することができる。

【００４３】なお、この実施例においては、過給式のエ
ンジン２について説明したが、自然給気式のエンジンに
も実施可能である。自然給気式のエンジンにおいては、
スロットルバルブ下流側の吸気管圧力が負圧側で変化す
るものである。自然給気式のエンジンにおいては、この
負圧側で変化する吸気管圧力とエンジン回転数とスロッ
トル開度とにより点火時期を制御する。

【００４４】即ち、自然給気式のエンジンの点火時期制
御装置においては、制御部に、エンジン回転数と負圧側
で変化する吸気管圧力とにより圧力センサ正常時の点火
時期を設定した正常時の点火マップを有せしめ、エンジ
ン回転数と一定値の吸気管圧力（負圧）とにより圧力セ
ンサ故障時の点火時期を設定した故障時の点火マップを
有せしめる。

【００４５】制御部は、圧力センサの正常時には、正常
時の点火マップから回転数センサの検出するエンジン回
転数と圧力センサの検出する吸気管圧力とに基づいて求
められる点火時期になるように制御する。また、制御部
は、圧力センサの故障時には、故障時の点火マップから
回転数センサの検出するエンジン回転数と一定値の吸気
管圧力とに基づいて求められる点火時期をスロットル開
度から演算される補正係数により補正して得られた点火
時期になるように制御する。

【００４６】これにより、自然給気式のエンジンにおい
ても、この点火時期制御装置によって、圧力センサの故
障時における点火時期を適正化することができ、エンジ
ンストールや息つき、ノッキングの発生を防止し得て、
エンジンの運転性を向上することができるものである。

【００４７】また、この実施例においては、エンジン回
転数を検出する回転数センサとして回転角センサ４２を
利用しているが、専用の回転数センサを設けることも可
能である。

【００４８】

【発明の効果】このように、この発明によれば、点火時
期制御装置は、制御手段によって、圧力センサの故障時
には、吸気管圧力と比例関係にあるスロットル開度から
補正値を演算し、この補正値により故障時の点火マップ
から求められる点火時期を補正している。これにより、
この点火時期制御装置は、圧力センサの故障時に、故障
時の点火マップから求められる点火時期を、圧力センサ
の正常時の点火マップから求められる点火時期に近似さ
せることができる。このため、この発明の点火時期制御
装置は、圧力センサの故障時における点火時期を適正化
し得て、エンジンストールや息つき、ノッキングの発生
を防止し得て、エンジンの運転性を向上することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示す点火時期制御装置の制
御のフローチャートである。

【図２】この発明による吸気管圧力に対する点火時期の
説明図である。

【図３】一定のエンジン回転数における吸気管圧力とス
ロットル開度との関係を示す図である。

【図４】スロットル開度からなる補正係数ｋの一次元の
補正マップを示す図である。

【図５】エンジン回転数と吸気管圧力とからなる点火マ
ップの説明図である。

【図６】点火時期制御装置の概略構成図である。

【図７】エンジン回転数と吸気管圧力とからなる点火マ
ップの説明図である。

【図８】一定のエンジン回転数における吸気管圧力と要
求点火時期との関係を示す図である。

【図９】従来例を示す吸気管圧力に対する点火時期の説
明図である。

【図１０】従来例を示す点火時期制御装置の制御のフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

２ 内燃機関 ４ 吸気通路 ６ 排気通路 １０ スロットルバルブ ３６ スロットルセンサ ４０ 圧力センサ ４２ 回転角センサ ４８ 制御部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンのエンジン回転数を検出する回
   転数センサを設け、前記エンジンのスロットルバルブ下
   流側の吸気管圧力を検出する圧力センサを設け、前記ス
   ロットルバルブのスロットル開度を検出するスロットル
   センサを設け、エンジン回転数と吸気管圧力とにより前
   記圧力センサ正常時の点火時期を設定した正常時の点火
   マップを有するとともにエンジン回転数と一定値の吸気
   管圧力とにより前記圧力センサ故障時の点火時期を設定
   した故障時の点火マップを有し、前記圧力センサの正常
   時には前記正常時の点火マップから前記回転数センサの
   検出するエンジン回転数と前記圧力センサの検出する吸
   気管圧力とに基づいて求められる点火時期になるように
   制御し、前記圧力センサの故障時には前記故障時の点火
   マップから前記回転数センサの検出するエンジン回転数
   と一定値の吸気管圧力とに基づいて求められる点火時期
   を前記スロットルセンサの検出するスロットル開度から
   演算される補正係数により補正して得られる点火時期に
   なるように制御する制御手段を設けたことを特徴とする
   点火時期制御装置。