JPH077580Y2 - 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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JPH077580Y2
JPH077580Y2 JP1986171350U JP17135086U JPH077580Y2 JP H077580 Y2 JPH077580 Y2 JP H077580Y2 JP 1986171350 U JP1986171350 U JP 1986171350U JP 17135086 U JP17135086 U JP 17135086U JP H077580 Y2 JPH077580 Y2 JP H077580Y2
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Description

【考案の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本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> 従来の内燃機関の点火時期制御装置としては、例えば特
開昭61-129469号公報に示されるようなものがある。
これについて説明すると、筒内圧力が最大値pmaxとなる
クランク角位置θpmaxは、第7図のようにTDC(上死
点)よりやや遅れた位置にあり、このθpmaxは点火時期
を変えることによって移動させることができる。例え
ば、点火時期を進めればθpmaxは小さくなり、点火時期
を遅らせればθpmaxは大きくなる。そして、機関によっ
て多少の差異はあるが、一般に筒内圧力が最大となるθ
pmaxがクランク角でATDC(上死点後)10°〜20°の位置
にある時にその機関の発生トルクが最大となる。
このようなことから、従来装置では筒内圧力が最大とな
るθpmaxを検出し、θpmaxが例えばATDC20°より大きけ
れば点火時期を進め、また、θpmaxがATDC10°より小さ
ければ点火時期を遅らせるように、点火時期をフィード
バック制御して機関の発生トルクを最大となるようにし
ている。そして、加減速時のような負荷変動が大きく燃
焼が不安定な過渡運転時には、筒内圧力最大のクランク
角位置θpmaxの変動が大きいことから、点火時期のフィ
ードバック制御を所定時間停止するようにして機関の安
定を図っている。
<考案が解決しようとする問題点> ところが、このような点火時期制御装置において、例え
ば低負荷時や失火寸前状態のときに、第7図の点線で示
すように筒内圧力が小さくその圧力波形が尖鋭でなくな
だらかになると、θpmaxとその近傍の圧力値の差が小さ
くなる。このようなθpmax近傍における筒内圧力の変化
率が小さいときには、θpmaxの検出精度が低下し、その
結果、θpmaxの検出値が大きくばらつく惧れがあり、こ
れにより点火時期の補正値がばらつくことになって、点
火時期制御が極めて不安定になり燃費の悪化を招くとい
う問題があった。
また、筒内圧力を検出するための筒内圧センサが劣化し
た場合、一般的に筒内圧力の検出最大値が低下する傾向
にある。従って、この場合も圧力波形がなだらかにな
り、θpmaxの検出精度が低下し、低負荷時や失火寸前状
態の時と同様に、点火時期制御が不安定となって燃費が
悪化する。
本考案は上記の実情に鑑みてなされたもので、筒内圧力
の最大値に基づいて点火時期フィードバック制御の停止
判断を行う構成とすることで、低負荷時や失火寸前状態
等の運転状態における燃費悪化の防止は勿論、筒内圧セ
ンサの劣化に起因する燃費の悪化に対しても有効な内燃
機関の点火時期制御装置を提供することを目的とする。
<問題点を解決するための手段> このため本考案では第1図に示すように、機関の筒内圧
力を検出する手段と、機関のクランク角位置を検出する
手段と、これら両検出手段の検出結果に基づいて筒内圧
力が最大となった時のクランク角位置を検出する手段
と、前記検出された筒内圧最大クランク角位置に基づい
てこれを目標値に一致させるべく点火時期をフィードバ
ック制御する手段とを備えた内燃機関の点火時期制御装
置において、検出された筒内圧力の最大値と予め設定し
たアイドル運転条件時での筒内圧力の最大値とを比較す
る手段と、比較結果が前記検出された筒内圧力最大値が
前記設定した値以下のとき前記フィードバック制御を停
止する手段を設けて構成した。
<作用> 上記の構成によれば、筒内圧力を検出する手段で検出さ
れた筒内圧力の最大値が予め設定したアイドル運転条件
時での筒内圧力の最大値以下の時に、点火時期のフィー
ドバック制御を停止される。そして、点火時期フィード
バック制御を停止するか否かの判定閾値を、失火状態で
の筒内圧力より高いアイドル運転条件時の筒内圧力最大
値とすることで、失火時よりも筒内圧力の高い筒内圧検
出手段の劣化時でも点火時期のフィードバック制御を停
止することができる。
このため、低負荷時や失火寸前状態等の筒内圧力が小さ
くθpmaxがばらつき易い時は勿論の事、筒内圧検出手段
の劣化に起因して筒内圧力最大値の検出値が低下した場
合に対しても、点火時期の安定化を図ることが可能とな
り、従来に比べて燃費率を向上できるようになる。
<実施例> 以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。
第2図は4サイクル4気筒内燃機関に適用した実施例を
示すハードウェア構成図である。
図において、各気筒♯1〜♯4毎に設けた筒内圧力検出
手段としての筒内圧センサ1〜4は筒内圧力に対応した
圧力信号をマルチプレクサ(MPX)5へ出力する。マル
チプレクサ5は後述する制御回路8からの指令によって
各筒内圧センサ1〜4の圧力信号を選択的にA/D変換器
6を介して前記制御回路8へ入力する。
また、クランク角位置検出手段としてのクランク角セン
サ7は、クランク軸が2回転(720°)毎に所定位置、
例えば第1気筒の圧縮上死点(TDC)で基準信号を出力
すると共に、クランク軸の単位角度、例えばクランク角
1°毎に単位信号を出力し、これら各信号は制御回路8
に入力する。
前記制御回路8は、例えばマイクロコンピュータで構成
されI/Oインタフェース9,CPU10,RAM11及びROM12を備え
ており、筒内圧最大クランク角位置検出手段、点火時期
フィードバック制御手段、検出された筒内圧力の最大値
と予め設定したアイドル運転条件時での筒内圧力の最大
値とを比較する手段及びフィードバック制御停止手段に
相当する。
そして、この制御回路8では、クランク角センサ7から
の信号に基づく機関回転数とエアフローメータ13からの
信号に基づく吸入空気流量とから、予めROM12内にメモ
リされた基本点火時期を検索し、筒内圧センサ1〜4と
クランク角センサ7とからの各信号に基づいて検出した
筒内圧最大のクランク角位置θpmaxの検出値に応じて補
正し、その補正結果に対応した点火時期信号を点火回路
14へ出力する。
前記点火回路14は、図示しないが従来と同様例えば電
源,点火コイル,トランジスタ,ディストリビュータ及
び点火プラグから構成され、点火時期信号の入力によっ
てトランジスタが遮断すると点火コイルに高電圧が発生
し、その時に4つの点火プラグのうちディストリビュー
タで選択された1つが作動して点火を行うように構成さ
れている。
次に第3図〜第6図のフローチャートを参照して実施例
の作用を説明する。
第3図には点火時期のフィードバック制御ルーチンを示
す。
図において、ステップ1(図中ではS1で示し、以下同様
とする)では、筒内圧最大クランク角位置θpmaxの検出
を行う。このθpmaxの検出は後述する第4図に示すθp
max検出ルーチンで行われる。
ステップ2では、θpmaxが正常か否かの判定を行う。こ
の判定は、後述する第5図に示すθpmaxの正常判定ルー
チンで行われる。
そして、ステップ2の判定がYES(正常)のときはステ
ップ3へ進む。また、NO(異常)のときは、ステップ4
へ進み第6図に示す異常時の点火時期制御が実行され
る。
ステップ3では、検出したθpmaxと予め設定した目標値
θ0(例えばATDC15°〜20°の間の特定値を設定する)
と比較しθpmax−θ0がプラス(+)であればステップ
5で基本点火時期Sの補正値ΔSを所定値A(例えば1
°)だけ増加(進角)し、マイナス(−)であればステ
ップ6で補正値ΔSを所定値Aだけ減少(遅角)し、0
であれば、増減せずΔSをそのままとする。
ステップ7では、機関回転数と吸入空気流量に基づいて
マップから基本点火時期Sの検索を行う。
ステップ8では、ステップ3の比較結果に基づいて設定
された補正値ΔSをステップ7で検索した基本点火時期
Sに加算して点火時期を決定する。
ステップ9では、決定された点火時期を点火回路14へ出
力する。これにより、点火動作が行われる。
次に前述した第4図のθpmax検出ルーチンについて説明
する。
かかる検出ルーチンは各気筒の圧縮行程の所定クランク
角度範囲(例えばTDC〜ATDC60°)でクランク角1°毎
に行われる。即ち、クランク角センサ7からクランク軸
2回転に1回出力される基準信号が入力されてから単位
パルスをカウントし、単位パルスが0°〜60°のときは
第1気筒について行われ、以下180°〜240°のときは第
3気筒、360°〜420°のときは第4気筒、540°〜600°
のときは第2気筒についてそれぞれ行われる。
そして、前記各クランク角度範囲のときは制御回路8か
らの指令によりマルチプレクサ5によって対応する気筒
の圧力信号が選択されてクランク角1°毎にA/D変換器
6を介して制御回路8へ入力され、θpmax検出ルーチン
が実行される。
例えば第1気筒の場合を例にとって説明すると、ステッ
プ11ではマルチプレクサ5によって選択された第1気筒
の圧力信号により筒内圧力Pの読込みが行われる。
ステップ12では、前回までに検出された筒内圧力の最大
値p′maxと今回入力された筒内圧力pとを比較する。
そして、今回値pがp′max以上(p≧p′max)のとき
はステップ13で今回値pをp′maxとし、またそのクラ
ンク角位置θをθp′maxとして記憶する。また、p<
p′maxのときはステップ13をジャンプして前回までの
p′max及びθp′maxをそのままとする。尚、最初に入
力された筒内圧力値はそのままp′maxとして記憶され
ることは言うまでもない。
この演算を前述のクランク角度範囲で(0°〜60°)で
順次繰返し、ステップ14でクランク角θが60°になった
と判定すると、ステップ15において、それまでの筒内圧
力の最大値p′maxとそのときのクランク角位置θp′
maxを、pmax,θpmaxとして記憶すると共にp′maxをリ
セットする。これによって、第1気筒における筒内圧最
大のクランク角位置θpmaxが検出される。尚、第2,第3
及び第4気筒の場合は、ステップ14のθがそれぞれ600
°,240°,420°に代わるだけでその他のステップの実行
動作は同じである。
次に前述したθpmaxの正常判定ルーチンを第5図に示
す。
本実施例では、θpmaxの正常判断を筒内圧力の最大値p
maxの値に基づいて行うようにした。
即ち、ステップ21では、検出された筒内圧力の最大値p
maxが予め設定したアイドル運転条件時での筒内圧力の
最大値としての下限値pLIMTより大か否かの判定を行
う。そして、pmax>pLIMTであれば正確と判断してステ
ップ22へ進みフラグを0とし、pmax≦pLIMTであれば不
正確としてステップ23へ進みフラグを1とする。
尚、前記pLIMTとしては、アイドル運転条件時の平均p
maxを用いるようにしてもよい。
前記ステップ23においてフラグが1に設定されると、第
6図に示すθpmax異常時の点火時期制御が実行される。
第6図において、ステップ31では、現在の基本点火時期
Sに対する補正値ΔSがプラス(+)かマイナス(−)
かを判定する。そして、プラス(+)のときはステップ
32に進み所定値a(例えば1°)だけ小さくする。ま
た、マイナス(−)のときはステップ33へ進み前記所定
値aだけ大きくする。また、補正値が0のときはそのま
まとする。即ち、異常状態の継続中には、基本点火時期
Sに対する補正幅を1°づつ徐々に小さくして基本点火
時期Sに近づけるように点火時期を制御する。
そして、異常状態が検出されたときに、かかる点火時期
制御を全気筒一律に行ってもよく、各気筒毎に行うよう
にしてもよい。
尚、かかる異常時の点火時期制御としては、この他に補
正値ΔSをそのまま変化させずに保持させるようにした
り、また、補正値ΔSを1/N(Nは所定値)とする等の
方法が考えられる。
このように、筒内圧力の最大値pmaxがアイドル運転条件
時での筒内圧力の最大値以下のときには、θpmaxのばら
つきが大きいと判断して点火時期のフィードバック制御
を停止し補正値ΔSを小さくして基本点火時期Sに近づ
けて誤った補正を避けるようにしたので、フィードバッ
ク制御範囲を予め規定しておく必要がなく、前記制御範
囲を拡大することができると共に、筒内圧センサの劣化
に起因する燃費の悪化にも対処でき、、燃費率を向上で
きると共に安定した機関運転が得られる。
<考案の効果> 以上述べたように本考案によれば、筒内圧力の最大値が
アイドル運転条件時での筒内圧力の最大値以下の時に点
火時期フィードバック制御を停止する構成としたので、
筒内圧力が小さく筒内圧力最大クランク角位置の検出精
度が悪い低負荷時や失火寸前状態等の機関運転状態での
誤った補正を避けることができ機関運転の安定性を向上
できると共に、広範囲に亘って燃費率を向上できる。し
かも、フィードバック制御停止の判定閾値を、失火状態
の筒内圧力より高い値に設定したので、失火状態よりも
筒内圧力の高いセンサ劣化時でも点火時期フィードバッ
ク制御が停止できるため、筒内圧力を検出するセンサの
劣化にも対処できるという利点を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の構成を説明するブロック図、第2図は
本考案の実施例のハードウェア構成図、第3図は同上実
施例の点火時期フィードバック制御のフローチャート、
第4図は同じく筒内圧最大クランク角位置検出用のフロ
ーチャート、第5図は同じく筒内圧最大クランク角位置
の正常判定用のフローチャート、第6図は同じく異常時
の点火時期制御のフローチャート、第7図は筒内圧力特
性図である。 1〜4……筒内圧センサ、5……マルチプレクサ 6……A/D変換器、7……クランク角センサ 8……制御回路、9……I/Oインターフェイス 10……CPU、11……RAM、12……ROM 13……エアフローメータ、14……点火回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02P 5/15 5/153

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】機関の筒内圧力を検出する手段と、機関の
    クランク角位置を検出する手段と、これら両検出手段の
    検出結果に基づいて筒内圧力が最大となった時のクラン
    ク角位置を検出する手段と、前記検出された筒内圧最大
    クランク角位置に基づいてこれを目標値に一致させるべ
    く点火時期をフィードバック制御する手段とを備えた内
    燃機関の点火時期制御装置において、検出された筒内圧
    力の最大値と予め設定したアイドル運転条件時での筒内
    圧力の最大値とを比較する手段と、比較結果が前記検出
    された筒内圧力最大値が前記設定した値以下のとき前記
    フィードバック制御を停止する手段を設けたことを特徴
    とする内燃機関の点火時期制御装置。
JP1986171350U 1986-11-10 1986-11-10 内燃機関の点火時期制御装置 Expired - Lifetime JPH077580Y2 (ja)

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