JPH0759927B2 - 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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JPH0759927B2
JPH0759927B2 JP63319564A JP31956488A JPH0759927B2 JP H0759927 B2 JPH0759927 B2 JP H0759927B2 JP 63319564 A JP63319564 A JP 63319564A JP 31956488 A JP31956488 A JP 31956488A JP H0759927 B2 JPH0759927 B2 JP H0759927B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関の点火時期制御装置に係り、特に、内
燃機関の始動特性を改善するのに好適な点火時期制御装
置に関する。
〔従来の技術〕
スタータスイッチを入れて内燃機関を始動するとき、第
7図に示す様に、点火時期はある特定の固定値ADVOだけ
進角される。そして、通常、始動が終了すると、点火時
期つまり点火進角値は、機関回転数,吸入空気量,冷却
水温度,負荷等の各種運転状態パラメータに応じた値に
設定され、アイドリング運転に移行して暖機が図られ
る。この運転状態パラメータに応じた点火進角値による
通常モードでの点火制御では、前記始動時の特定進角値
ADVOより更に進角した値をとるのが普通である。この通
常モードでの点火進角値は、普通、内燃機関回転数と負
荷とで決まる進角値ADVSに、内燃機関冷却水温度TWに依
存する進角温度補正値ADVtwを加算した値を使用してい
る。この進角補正値ADVtwは、燃料の燃焼速度の遅れを
補正するために設けられたものである。
内燃機関の始動終了後、直ちに運転状態パラメータに応
じた進角値(ADVS+ADVtw)での点火制御(通常モー
ド)に移行すると、点火コイルへの通電時間が確保され
ない場合があり、失火が生じ内燃機関が停止する虞れが
ある。この問題を解決するために、従来は、特開昭57−
59058号公報に記載の様に、始動終了後も始動時の特定
進角値ADVOでの点火制御を所定時間継続し、その後に通
常モードに移行している。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述した従来技術によれば、始動直後の機関停止を回避
することができる。しかし、これは、内燃機関の環境温
度がそれほど低くない場合に言えることであり、内燃機
関の環境温度が低い場合には、例えば寒冷地等で内燃機
関を始動する場合には、次の様な原因で内燃機関が停止
してしまうことがある。
通常モードでの点火制御に移行したときは、ADVOからAD
VS++ADVtwに進角される。この進角値(ADVS+ADVtw
のうち機関温度に依存する進角温度補正値ADVtwはかな
り大きな値をとることがあり、場合によっては、通常モ
ードに移行したときに特定進角値ADVOから更に20度も進
角することがある。一方、環境温度が低いと燃料の温度
も低く、このため燃料の燃焼速度はかなり遅くなってい
る。進角温度補正値ADVtwは、前述した様に燃焼速度の
遅れを補正するものであるが、始動直後にこの補正値が
加算されて点火時期が20度も進角してしまうと、過早着
火により逆トルクが発生し、最悪の場合にはせっかく始
動した内燃機関が停止してしまうことがある。これは、
上記従来技術が、始動時において内燃機関の環境温度に
ついて配慮していないことによる。
本発明の目的は、内燃機関の始動直後の失火や機関停止
を回避し始動特性を改善する点火時期制御装置を提供す
ることにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的は、内燃機関始動直後は、内燃機関環境温度に
応じて決めた所定回転数に達するまで、機関温度に依存
する進角温度補正値を加算せずに、始動時の特定固定進
角値に所定進角値を加算した進角値で点火制御を行い、
所定回転数に達した後に通常モードに移行し、機関温度
に依存する進角温度補正値を加算して点火制御を行うこ
とで、達成される。
尚、上記所定回転数に代え、他の運転状態パラメータ、
例えば吸入空気量や吸気管内負圧を使用してもよい。ま
た、所定進角値は、機関回転数と負荷とで予め決めたマ
ップ値から選択し、あるいはアイドル回転数対応に決め
たテーブル値から選択してもよい。
また、上記目的は、所定回転数,所定吸入空気量,所定
吸気管内負圧等に達するまで待つのではなく、始動終了
後、環境温度に応じて定めた所定時間だけ、所定進角値
を加算した進角値で点火制御することでも、達成され
る。
〔作 用〕
本発明の点火時期制御装置を使用して始動モードから通
常モードに移行した場合、通常モードに移行したときの
内燃機関回転数はある程度高い回転数となっている。従
って、このときに機関温度に依存する進角温度補正値が
加算された進角値で点火制御が行われても、回転速度が
速いため過早着火とはならずに逆トルクは発生せず、安
定した燃焼が行われる。このため、始動特性、特に低温
時の始動特性が良好となる。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を第1図〜第6図を参照して説
明する。
第1図は、本発明の一実施例に係る点に点火時期制御装
置による点火進角値の説明図である。本実施例では、ス
タータスイッチを入れて内燃機関を始動するとき、比較
的小さな特定固定進角値ADVO(図示の場合、約10度)で
点火制御する。進角値を小さくするのは、始動時に電源
(バッテリ)電圧が低下したり機関回転数等の要素が大
幅に変動するので、点火コイルへの通電時間及び点火エ
ネルギを十分に確保するためである。従って、機関回転
数等の運転状態パラメータが比較的安定した時点で可能
な限り早く本来の運転状態パラメータに応じた点火進角
値で点火制御する通常モードに移行する必要がある。し
かし、前述した様に、あまり早く通常モードに移行する
と、逆トルクが発生してしまう。そこで本実施例では、
始動モードが終了したとき(始動モードの終了は、スタ
ータスイッチがONからOFFに変化したことで検出しても
よいが、この実施例では、機関回転数が500rpmに達した
時点を始動モード終了と判定している。)、使用する進
角値ADVとして、特定固定進角値ADVOの代わりに機関回
転数と負荷とで決めた進角値ADVSを使用する。これは、
特定固定進角値ADVOに、進角値の差に当る所定進角値
(ADVS−ADVO)を加算したいことに相当する。そして、
進角値ADVS対応に設定されている所定回転数IGNSTに機
関回転数が達したとき通常モードに移行し、この進角値
ADVSに機関冷却水温度に依存する進角温度補正値ADVtw
を加算して点火制御する。これにより、低温時において
も通常モード移行時に機関回転数の落ち込みが回避さ
れ、機関回転数のスムースな上昇を図ることが可能とな
る。
第2図は、第1図で説明した点火時期の制御方法を適用
した内燃機関の構成図である。内燃機関5の吸入空気量
は絞り弁2によって制御され、エアフローセンサ1によ
りこの吸入空気量が検出され、検出値はコントロールユ
ニット3に入力される。吸入空気は、コレクタ4から内
燃機関5に直通する各吸気管6に分配され、各シリンダ
内に吸入される。クランク角センサ7はクランク角度に
対応したパルス信号を出力し、コントロールユニット3
はこのパルス信号の周期から機関回転数を演算して求め
る。燃料は、燃料タンク8から燃料ポンプ9によって圧
送され、燃料噴射弁10から噴射される。一方、コントロ
ールユニット3は点火時期を演算し、所要の制御信号を
出力してパワートランジスタをON−OFFする。このパワ
ートランジスタは点火コイル12の一時電流をON−OFF
し、高圧の二次電流がディストリビュータ13で分配され
て各シリンダの点火プラグ14に供給されるようになって
いる。内燃機関5の冷却水の温度は水温センサ11で検出
されてコントロールユニット3に送られ、図示しないス
タータスイッチのON−OFF信号およびバッテリ電圧検出
値もコントロールユニット3に送られるようになってい
る。
第3図は、コントロールユニット3の詳細構成図であ
る。コントロールユニットは、CPU30と、ROM31と、RAM3
2と、A/D変換器を備えた入出力装置(LSR)33とから成
り、入出力装置33には、エアフローセンサ1の検出信号
と、クランク角パルス信号と、冷却水温度検出値と、ス
タータスイッチON−OFF信号と、バッテリ電圧検出値と
が入力される。そして、CPU30はこれらの検出信号から
種々の制御信号を演算して求め、燃料噴射制御パルス信
号を各シリンダ対応に設けた各燃料噴射弁(INJ)に送
出し、点火制御信号を点火コイルのパワートランジスタ
に送出し、その他の制御信号を各制御要素に送出する。
ROM31には、第5図で説明する制御プログラムと、ADVS
マップと、ADVtwテーブルと、所定回転数決定テーブル
とが格納されている。ADVSマップには、機関回転数と負
荷に応じた各種の所定進角値ADVSが格納されている、ま
た、ADVtwテーブルには、機関冷却水温度に対する進角
温度補正値ADVtwが格納され、所定回転数決定テーブル
には、機関冷却水温度に対する所定回転数IGNST(第6
図)が格納されている。
第4図は、コントロールユニットのうち本実施例に係る
点火時期制御装置に係る部分の機能構成図である。CPU3
0の進角値決定手段は、内燃機関回転数と、クランク角
検出値と、内燃機関冷却水温度検出値と、始動状態検出
値とから最適な点火時期を決定し、決定した点火時期を
補正した後に点火信号を点火コイルのパワートランジス
タに出力するようになっている。
第5図は、第1図で説明した点火時期の制御方法を実現
する制御手順を示すフローチャートである。同図(a)
に示すフローチャートに従う制御プログラムは例えば80
ms毎に実行される。このステップ100では、機関冷却水
温度センサ11の検出値を取り込み、次にステップ101
で、冷却水温検出値に対応する進角温度補正値をADVtw
テーブルから検索すると共に、更にこの冷却水温検出値
に対応する所定回転数IGNSTを所定回転数テーブルから
検索する。ADVtw補正値と所定回転数IGNSTを求めるこの
制御プログラムを比較的長いインターバル(80ms毎)で
実行するのは、冷却水温度がそれ程早く変化しないこと
による。
第5図(b)に示すフローチャートに従う制御プログラ
ムは、例えば10ms毎に実行される。この制御プログラム
は、先ず、ステップ201で、今始動モードにあるか否か
が判定される。この始動モードにあるか否かは、前述し
た様に、本実施例では機関回転数が500rpmに達している
か否かで判定される。このステップ201の判定で始動モ
ードの継続中と判定された場合には、ステップ205に進
み、進各値として特定の固定進角値ADVOをROMから読み
出し、これを制御進角値ADVとしてセットし(ステップ2
06)、本制御プログラムを終了する。
ステップ201の判定により機関回転数が500rpmに達し始
動モードが終了したと判定された場合には次にステップ
202に進み、ADVSマップを検索し、その時の機関回転数
と負荷に応じた所定進角値ADVSを求める。そして、機関
回転数Neが前記ステップ101で求めた所定回転数IGNSTに
達しているか否かを判定し(ステップ203)、達してい
ない場合にはステップ206に進んで制御進角値ADVにステ
ップ202で検索したADVS値をセットし、本制御プログラ
ムを終了する。
ステップ203の判定により、 Ne≧IGNST が成立する場合は、次にステップ204に進み、ADVtwテー
ブルから冷却水温度検出値に対応する進角温度補正値を
検索し、これをステップ202で求めたADVS値に加算し、
加算した値を次のステップ206で制御進角値ADVへセット
して、本制御プログラムを終了する。
以上により、第1図で説明した点火制御が実現される。
上述した実施例では、特定固定進角値を始動終了後にAD
VS値に代え、実質的に特定固定進角値ADVOに所定進角値
(ADVS−ADVO)を加算している。これは、通常モードで
使用するADVS値をそのまま共用するためであるが、これ
とは別に、始動モード終了後に特定固定進角値に加算す
る所定進角値を別にROMに格納しておき、これを使用し
てもよいことは勿論である。
また、上述した実施例では、始動モード直後に使用する
所定進角値ADVSをADVSマップから検索したが、ADVSマッ
プの他に、ROMに例えばアイドル回転数に対応した進角
値テーブルを設け、アイドルスイッチのON状態によりこ
のテーブルから、ADVO値に代えるADVS値を検出するよう
にしてもよい。
更にまた、所定回転数IGNSTで通常モードに移行するか
否かを判定したが、他の運転状態パラメータ、例えば吸
入空気量や吸気管内負圧で判定することも可能である。
また、冷却水温度で内燃機関環境温度を検出したが、吸
気温度を使用することも可能である。更にまた、ROMに
内燃機関環境温度対応に所定時間をテーブル値として格
納しておき、前記ステップ101での所定回転数IGNSTの代
わりに所定時間を検索し、ステップ203でこの所定時間
が経過したかを判定しても、上記実施例と同様の効果が
あることもいうまでもない。更に、この所定時間を通常
の時間経過として判定するのではなく、例えば点火回数
に置き換え、あるいは内燃機関の点火にともなう機関の
振動回数に置き換えることもできる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、始動直後の内燃機関の運転性能が良く
なり、低温時に内燃機関を始動したとしても機関回転数
が落ち込んだり機関が停止したりすることがなく、スム
ースな始動ができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係る点火時期制御の説明
図、第2図は内燃機関の要部構成図、第3図は第2図に
示すコントロールユニットの詳細構成図、第4図はコン
トロールユニットのうちの点火時期制御部分の機能構成
図、第5図(a),(b)は点火時期制御プログラムの
うち本発明実施例に係る部分の制御手順を示すフローチ
ャート、第6図は冷却水温度と所定回転数IGNSTとの関
係を示す図、第7図は従来の始動時の点火進角説明図で
ある。 ADVO……特定固定進角値、ADVS……機関回転数と負荷対
応の進角値、ADVtw……温度依存進角補正値、5……内
燃機関、11……冷却水温度センサ、14……点火プラグ、
30……CPU、31……ROM。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤下 政克 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会社 日立製作所佐和工場内 (56)参考文献 特開 昭60−65279(JP,A) 実開 昭63−71476(JP,U)

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】内燃機関の始動時はある特定の固定進角値
    で点火時期を制御し、内燃機感始動後は運転状態パラメ
    ータに応じて決定した進角値で点火時期を制御する内燃
    機関の点火時期制御装置において、始動終了を判定する
    手段と、始動終了直後の点火時期を前記特定固定進角値
    に所定進角値を加算した進角値とする手段と、該加算進
    角値による点火制御により内燃機関回転数が内燃機関環
    境温度依存パラメータに応じて定めた所定回転数に達し
    たか否かを判定する手段と、内燃機関回転数が該所定回
    転数に達したと判定した後は運転状態パラメータに応じ
    て決定した進角値で点火時期を制御する手段とを備える
    ことを特徴とする内燃機関の点火時期制御装置。
  2. 【請求項2】請求項1において、内燃機関回転数が所定
    回転数に達したか否かを判定する代わりに、内燃機関吸
    入空気量が内燃機関環境温度依存パラメータに応じて定
    めた所定吸入空気量に達したか否かあるいは、内燃機関
    の吸気管内負圧が内燃機関環境温度依存パラメータに応
    じて定めた所定負圧に達したか否かを判定することを特
    徴とする内燃機関の点火時期制御装置。
  3. 【請求項3】請求項1または請求項2において、内燃機
    関回転数と負荷とに応じた各種の所定進角値をマップ値
    として有し、始動終了直後の内燃機関回転数と負荷とに
    応じた所定進角値をマップ値の中から選択しこれを特定
    固定進角値に加算することを特徴とする内燃機関の点火
    時期制御装置。
  4. 【請求項4】請求項1または請求項2において、アイド
    ル回転数に応じた各種の所定進角値をテーブル値として
    有し、始動終了直後に目的とするアイドル回転数に対応
    する所定進角値をテーブルの中から選択しこれを特定固
    定進角値に加算することを特徴とする内燃機関の点火時
    期制御装置。
  5. 【請求項5】内燃機関の始動時はある特定の固定進角値
    で点火時期を制御し、内燃機関始動後は運転状態パラメ
    ータに応じて決定した進角値で点火時期を制御する内燃
    機関の点火時期制御装置において、始動終了を判定する
    手段と、始動終了直後の点火時期を前記特定固定進角値
    に所定進角値を加算した進角値とする手段と、該加算進
    角値による点火制御が内燃機関環境温度依存パラメータ
    に応じて定めた所定時間だけ継続したか否かを計数する
    手段と、該所定時間経過後は運転状態パラメータに応じ
    て決定した進角値で点火時期を制御する手段とを備える
    ことを特徴とする内燃機関の点火時期制御装置。
  6. 【請求項6】請求項5において、所定時間を計数する代
    わりに、点火回数が内燃機関環境温度依存パラメータに
    応じて定めた所定回数に達したか否か、あるいは内燃機
    関の振動回数が内燃機関環境温度依存パラメータに応じ
    て定めた所定回数に達したか否かで判定することを特徴
    とする内燃機関の点火時期制御装置。
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