JPH0788809B2 - 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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JPH0788809B2
JPH0788809B2 JP1202872A JP20287289A JPH0788809B2 JP H0788809 B2 JPH0788809 B2 JP H0788809B2 JP 1202872 A JP1202872 A JP 1202872A JP 20287289 A JP20287289 A JP 20287289A JP H0788809 B2 JPH0788809 B2 JP H0788809B2
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智之 広瀬
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株式会社ユニシアジェックス
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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関し、特に機
関運転状態に基づいてクランク角位置として設定される
点火時期を、所定のクランク角位置で発生する基準信号
からの時間に換算して、この時間に基づいて点火を制御
する点火時期制御装置に関する。
〈従来の技術〉 従来、内燃機関の電子制御式の点火時期制御装置では、
機関運転状態に基づいてクランク角位置として点火時期
(点火進角)を設定し、このタイミングにて点火信号を
出力することにより点火を行わせるのであるが、このた
めに、各気筒の所定行程における所定クランク角位置で
基準信号を発生すると共に、クランク角1゜または2゜
毎の単位信号を発生するクランク角センサを用い、各気
筒の基準信号の発生後の単位信号の発生数を計測してク
ランク角位置を知ることにより、設定された点火時期に
て点火を行わせることが一般的である。
しかし、単位信号発生機能を有するクランク角センサは
高精度が要求されコストが高くつく。
そこで、基準信号発生機能のみを有するクランク角セン
サを用い、基準信号の発生時に基準信号の周期(前回の
基準信号からの時間)を知り、この周期に基づいて基準
信号から点火時期までの時間を演算し、この時間の経過
時に点火信号を出力して点火を行わせる時間制御方式の
ものが考えられている。尚、特開昭61−286584号公報に
フェイルセーフを目的とするものではあるが時間制御方
式のものが開示されている。
〈発明が解決しようとする課題〉 ところが、かかる時間制御方式の点火時期制御装置で
は、加速等により機関回転速度の上昇があると、基準信
号の周期を計測する基準信号の発生時の機関回転速度
と、該基準信号の周期に基いて点火時期までの時間を演
算する時の機関回転速度との間に差が生じることとな
る。
即ち従来における基準信号から点火時期までの時間は、
機関が定常状態にあって前記単位クランク角当たりの所
要時間が一定であるという条件の下に算出されるもので
あるので、機関が加速状態にあるときは点火時期が遅れ
側にずれてしまうことがある。
従って、アフターバーン,パワー不足,失火(点火時期
のズレ),CO,HCの排出量の増大,燃費の悪化,燃料吸入
不能ゾーンとなることでの失火(噴射時期のズレ)が発
生するという問題点があった。
本発明はこのような従来の実情に鑑みなされたもので、
機関回転の上昇による点火時期制御タイミングのズレを
予測して正しいタイミングで制御することのできる、時
間制御方式の点火時期制御装置を提供することを目的と
する。
〈課題を解決するための手段〉 このため、本発明は、第1図に示すように、少なくとも
スロットル弁開度,機関回転速度及び車速を含む機関運
転状態を検出する運転状態検出手段と、 前記運転状態検出手段により検出された機関運転状態に
基づいてクランク角位置として定常運転状態に対応した
基本点火時期を設定する基本点火時期設定手段と、 前記運転状態検出手段により検出された機関運転状態に
基づいて機関の加速状態を判定する加速判定手段と、 加速判定手段による加速状態判定時に、スロットル弁開
度,機関回転速度及び車速を含む加速レベル要素により
定まる加速レベルに応じて決定される進角分を、基本点
火時期に加算補正する加速時基本点火時期補正手段と、 機関の所定クランク角位置で基準信号を発生する基準信
号発生手段と、 基準信号の発生毎に基準信号の周期を計測する基準信号
周期計測手段と、 基準信号の発生時に計測された基準信号の周期に基づき
当該基準信号から、前記基本点火時期設定手段により設
定、あるいは、前記加速時基本点火時期補正手段で補正
された点火時期までの時間を演算する時間演算手段と、 前記時間演算手段で演算された点火時期に点火装置に点
火信号出力する点火信号出力手段と、 を備えて構成した。
〈作用〉 上記の構成においては、加速状態が判定されたらスロッ
トル弁開度,機関回転速度及び車速を含む加速レベル要
素により定まる加速レベルに応じて決定される進角分
を、基本点火時期に加算補正することで、点火の制御信
号の出力タイミングのズレを低減することが可能とな
る。
〈実施例〉 以下に本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第2図を参照し、機関1には、エアクリーナ2,吸気ダク
ト3,スロットル弁4及び吸気マニホールド5を介して空
気が吸入される。吸気マニホールド5には各気筒毎に電
磁式の燃料噴射弁6が設けられていて、図示しない燃料
ポンプから圧送されプレッシャレギュレータにより所定
の圧力に制御された燃料を機関1に噴射供給する。
燃料噴射量の制御は、コントロールユニット7に内蔵さ
れたマイクロコンピュータにおいて、エアフローメータ
8により検出される吸入空気流量Qと、クランク角セン
サ9からの基準信号の周期とに基づいて算出される機関
回転速度Nとから、基本燃料噴射量Tp=K・Q/N(Kは
定数)を演算し、これを適宜補正して最終的な燃料噴射
量Ti=Tp・COEF+Ts(COEFは各種補正係数,Tsは電圧補
正分)を定め、このTiのパルス巾をもつ駆動パルス信号
をクランク角センサ9からの基準信号に基づき機関回転
に同期した所定のタイミングで出力することによって行
う。
機関1の各気筒には点火栓10が設けられていて、これら
には点火コイル11にて発生する高電圧がディストリビュ
ータ12を介して順次印加され、これにより火花点火して
混合気を着火燃焼させる。ここで、点火コイル11はそれ
に付設されたパワートランジスタ13を介して高電圧の発
生時期を制御される。従って、点火時期の制御は、パワ
ートランジスタ13のオン・オフ時期をコントロールユニ
ット7からの点火信号で制御することによって行う。
さらにコントロールユニット7には、点火時期制御のた
め、機関運転状態のパラメータとして、ポテンショメー
タ式のスロットルセンサ14からのスロットル弁開度TVO
の検出信号、車速センサ15からの車速VSPの検出信号が
用いられる。
ここで、クランク角センサ9、スロットルセンサ14、車
速センサ15が運転状態検出手段に相当し、点火栓10、点
火コイル11、ディストリビュータ12が点火装置を構成す
る。
コントロールユニット7内のマイクロコンピュータのCP
Uにおいては、第3図に示す基本点火時期設定ルーチン
において、クランク角センサ9からの基準信号に基づい
て算出された前述の機関回転速度Nと、負荷を表すもの
として前記のように演算される基本燃料噴射量Tpとか
ら、マップを参照して基本点火時期(基本点火進角)AD
V0を検索する。このルーチンはバックグラウンドジョブ
として実行され、これが基本点火時期設定手段に相当す
る。
そして、このようにして設定された点火時期にて点火信
号を出力して点火を行わせるべく、クランク角センサ9
からの基準信号に同期して第4図に示す点火時期制御ル
ーチンが実行される。
4気筒の場合を例にとって説明すると、基準信号発生手
段としてのクランク角センサ9は、クランク角180゜毎
に、各気筒の圧縮行程において圧縮TDC前100゜で基準信
号REFを出力している。
クランク角センサ9から基準信号REFが出力されると、
第4図に示す点火時期制御ルーチンが起動され、ステッ
プ(図ではSと記す。以下同様)1でクロック信号をカ
ウントしている第5図中のカウンタ21の値を読込み、こ
れを基準信号REFの周期TREFとして計測し、次のステッ
プ2でカウンタ21をリセットする。このステップ1及び
2の部分が基準信号周期計測手段に相当する。
ステップ3では、現時点のスロットル弁開度TVOから前
回のスロットル弁開度TVOOLDを減算してスロットル弁開
度の変化量ΔTVOを演算する。そして、ステップ4では
スロットル弁開度の変化量ΔTVOと加速判定値CACCとを
比較する。この部分が加速判定手段に相当する。
ここで、スロットル弁開度の変化量ΔTVOが加速判定値C
ACC未満のときはステップ5へ進んで、前述したバック
グラウンドジョブとして実行される基本点火時期設定ル
ーチンにより検索された基本点火時期(基本点火進角)
ADV0を最終的な点火進角ADVとし、ステップ6へ進ん
で、前記周期TREFと点火進角ADVとから、次式により基
準信号REFから点火時期までの時間Tを演算する。この
ステップ6の部分が時間演算手段に相当する。
T=TREF・(100−ADV)/180 そして、ステップ7でこの演算された時間Tを第5図中
のコンペアレジスタ22にセットし、基準信号REFから時
間Tの経過後に第5図中の一致回路23から点火信号を出
力させて点火させる。このステップ7の部分が点火信号
出力手段に相当する。
一方、ステップ4での判定において、スロットル弁開度
の変化量ΔTVOが加速判定値CACC以上で、加速と判定さ
れるとステップ8に進む。
ステップ8では再度スロットルセンサ14からのスロット
ル弁開度TVOの検出信号を読込み、ステップ9ではクラ
ンク角センサ9からの機関回転速度Nを読込み、ステッ
プ10では車速センサ15からの車速VSPの検出信号を読込
む。
そして、ステップ11では加速状態が判定されたとき該機
関がどれ程のレベルで加速がなされているかを表す加速
レベル値ACCを、スロットル弁開度TVO,機関回転速度N
及び車速VSP等の加速レベル要素から次式により演算す
る。
ACC=(TVO/N・VSP)・M 但し、Mは加速レベル係数である。
そして、ステップ12では前記加速レベル値ACCから、例
えばマップを参照して機関が加速時における点火時期の
進角分GACCを検索する。即ち、ステップ8〜ステップ12
の機能が加速時基本点火時期補正手段に相当する。
ステップ13では、前述したバックグラウンドジョブとし
て実行される基本点火時期設定ルーチンにより検索され
た基本点火時期(基本点火進角)ADV0に前記点火時期の
進角分GACCを加算した点火進角ADV(=ADV0+GACC)を
最終的な点火進角ADVとし、ステップ6へ進んで、前記
周期TREFと点火進角ADVとから、補正された点火時期で
の時間Tを演算する。
このようにすれば機関が加速状態であると判定される
と、スロットル弁開度TVO,機関回転速度N及び車速VSP
等の加速レベル要素に応じて定まる加速レベルに応じて
決定される進角分が、基本点火時期に加算補正されるの
で、点火の制御信号の出力タイミングのズレを低減する
ことが可能となる。つまり、スロットル弁開度TVOが大
きいほど加速要求が強く(加速レベルが大きく)、アク
セル踏込み後の機関回転速度の上昇速度が速く、それだ
け次の点火時期において進角分を大きくしておく必要が
あるが、スロットル弁開度を加速レベル要素に含めてい
るので、これに対応することができる。また、機関回転
速度Nが低いほどアクセル踏込み後の回転上昇速度が速
く(加速レベルが大きく)、それだけ進角分を大きくし
ておく必要があるが、機関回転速度Nを加速レベル要素
に含めているので、これに対応することができる。
なお、車速VSPを加速レベル要素に含めているが、当該
車速VSPはギア比Gと機関回転速度Nとに関係するの
で、前記加速レベルは、ACC=TVO×G/N2に相当すること
になる。従って、同一車速でもギア位置が高速段にあれ
ばアクセル踏込み後の回転上昇速度が遅いこと、同一車
速でもギア位置が低速段にあればアクセル踏込み後の回
転上昇速度が速いこと、に対応することができ、以って
より高精度に次の点火時期を予測することができる。
更に、現在のスロットル弁開度TVOや現在の機関回転速
度N等から迅速に次の点火時期を予測するので、ΔTVO
(スロットル開度変化率)やΔN(機関回転速度変化
率)によって次の点火時期を予測するもののように、Δ
TVOやΔNを検出するまでの遅れ時間で加速が進行して
しまい、結局制御遅れが発生するというような問題がな
い。
〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、最新の回転数情
報、即ち最新の基準信号の周期に基づいて点火時期を時
間制御できると共に、回転変動による制御タイミングの
ズレを補正して時間制御でき、制御タイミングを適性化
して、不具合の発生を未然に防止できるという効果が得
られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の構成を示すブロック図、第2図は本発
明の一実施例を示すシステム図、第3図は基本点火時期
設定ルーチンのフローチャート、第4図は点火時期制御
ルーチンのフローチャート、第5図は点火信号出力回路
の回路図である。 1……機関、6……燃料噴射弁、7……コントロールユ
ニット、8……エアフローメータ、9……クランク角セ
ンサ、10……点火栓、11……点火コイル、12……ディス
トリビュータ、13……パワートランジスタ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくともスロットル弁開度,機関回転速
    度及び車速を含む機関運転状態を検出する運転状態検出
    手段と、 前記運転状態検出手段により検出された機関運転状態に
    基づいてクランク角位置として定常運転状態に対応した
    基本点火時期を設定する基本点火時期設定手段と、 前記運転状態検出手段により検出された機関運転状態に
    基づいて機関の加速状態を判定する加速判定手段と、 加速判定手段による加速状態判定時に、スロットル弁開
    度,機関回転速度及び車速を含む加速レベル要素により
    定まる加速レベルに応じて決定される進角分を、基本点
    火時期に加算補正する加速時基本点火時期補正手段と、 機関の所定クランク角位置で基準信号を発生する基準信
    号発生手段と、 基準信号の発生毎に基準信号の周期を計測する基準信号
    周期計測手段と、 基準信号の発生時に計測された基準信号の周期に基づき
    当該基準信号から、前記基本点火時期設定手段により設
    定、あるいは、前記加速時基本点火時期補正手段で補正
    された点火時期までの時間を演算する時間演算手段と、 前記時間演算手段で演算された点火時期に点火装置に点
    火信号出力する点火信号出力手段と、 を備えて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。
JP1202872A 1989-08-07 1989-08-07 内燃機関の点火時期制御装置 Expired - Lifetime JPH0788809B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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