JPH0792039B2 - 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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JPH0792039B2
JPH0792039B2 JP15899287A JP15899287A JPH0792039B2 JP H0792039 B2 JPH0792039 B2 JP H0792039B2 JP 15899287 A JP15899287 A JP 15899287A JP 15899287 A JP15899287 A JP 15899287A JP H0792039 B2 JPH0792039 B2 JP H0792039B2
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ignition timing
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博通 三輪
正明 内田
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、内燃機関の点火時期制御装置に関する。
(従来の技術) 機関のノッキングを防止するために、機関にノッキング
状態を検出するノックセンサを取付け、ノッキング状態
に応じて点火時期を補正制御する装置がある。
このような装置では機関の回転数と機関の負荷に対応す
る吸入空気量等から演算した基本となる点火時期をノッ
クセンサの出力に応じて補正し、この補正値に応じて点
火時期を遅角制御するようになっている(特開昭60−26
172号公報等参照)。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、このような従来装置にあっては、ノッキ
ングに基づく補正が進角あるいは遅角のいずれかに対し
ても一定量づつ行われ、しかも所定の最大値に達すると
それ以後はその値を維持するので、そのときの運転状態
によって決まる基本となる点火時期に対する、点火時期
の修正速度と修正幅には自ずと限界がある。
このため、例えば機関の吸入空気量を検出するエアフロ
ーセンサの品質のバラツキや経時変化および機関自体の
バラツキや経時変化等によって、機関が要求する点火時
期と制御回路に記憶(設定)されている基本点火時期に
大きな差異が生じた場合には、ノッキングに対して点火
時期を応答良く補正制御することが難しくなる。特に例
えば過渡運転時に基本点火時期が限界付近まで進み過ぎ
ていれば、状況によっては大きくノッキング域に突入し
てしまい、このため一度ノッキングが発生するとこれを
回避するのに比較的長い時間がかかるという問題があっ
た。また、その半面、点火時期の遅角状態からの進角制
御も遅れるようになり、このためノッキング域からはず
れたときに不必要に遅角された状態が続き、機関の運転
性及び燃費の悪化を招くという問題があった。
この発明は、このような問題点を解決した点火時期制御
装置を提供することを目的としている。
(問題点を解決するための手段) この発明は、第1図に示すように機関のノッキング状態
を検出するノックセンサaを設け、このノックセンサa
の出力に応じて点火時期を補正制御するようにした内燃
機関の点火時期制御装置において、機関の負荷と回転数
により定まる基準進角値を機関冷却水温により補正して
基本点火時期を演算する手段bと、ノックセンサaの出
力に応じてノック補正量を算出する手段cと、このノッ
ク補正量を算出した時点と同一の負荷、回転領域かつ機
関の排気空燃比が目標空燃比の範囲内にあり、基本点火
時期が基準進角値と等しい条件下で機関が所定回転数も
しくは所定時間運転されたときにノック補正量からノッ
キングに対する所定の余裕代を引いた値を学習値として
記憶する手段dと、この記憶値とノック補正量により前
記基本点火時期を修正する手段eと、この修正値に応じ
て点火時期を制御する手段fとを設ける。
(作用) したがって、ノックセンサの出力に応じて算出したノッ
ク補正量からノッキングに対する所定の余裕代(ノック
制御の作用を有効にする遅角側の余裕代)を引いた値を
学習値として記憶し、この記憶値により運転条件から演
算した基本点火時期を修正し、この修正値に応じて点火
時期を制御するため、機関等のバラツキや経時変化等が
あっても要求点火時期との差異を小さくすることがで
き、燃費や出力の改善が図れると共にノッキングに対し
ても応答よく回避することが可能となる。
また、学習値はノック補正量を算出したときに同一の負
荷、回転領域かつ機関の排気空燃比が目標空燃比の範囲
内にあり、基本点火時期が基準進角値と等しい条件下で
機関が所定回転数もしくは所定時間運転された場合に記
憶するので、正確な学習値を得ることができる。
(実施例) 第2図は本発明の実施例を示す構成図で、1はエンジ
ン、2は吸気通路、3は絞り弁、4は燃料噴射弁、5は
排気通路、6は触媒である。
また、7はエンジンの吸入空気量を検出するエアフロー
センサ、8はエンジンのクランク角と回転数を検出する
クランク角センサ、9は排気中の酸素濃度を検出する酸
素センサ、10はエンジンの筒内圧からノッキング状態を
検出するノックセンサで、これらの検出信号はコントロ
ールユニット11に送られる。
コントロールユニット11はCPU,ROM,RAM,I/O装置等から
なるマイクロコンピュータにて構成され、上記各検出信
号に基づいて燃料噴射弁4の燃料噴射量制御と点火栓12
による点火時期制御を行うと共に、後述するようにノッ
キング域における点火時期の補正制御を行う。
コントロールユニット11にて実行されるノッキング域の
点火時期の制御内容を第3図〜第8図のフローチャート
に基づいて説明する。
第3図,第4図はノッキングに対する点火時期の補正量
(ノック補正量)ADVCSの演算ルーチンと、ノッキング
に対する点火時期の余裕代(ノック制御の作用を有効に
する遅角側の余裕代つまりノッキングを起こさないで点
火時期を速やかに進角させられる範囲)となる所定値SM
AADVの演算ルーチンを示すものである。
第3図のルーチンでは、ノックセンサ10の出力Sがエン
ジン回転数Nに対応して予め設定された所定のノッキン
グレベルに相当するスライスレベルSLと比較され(ステ
ップ20〜22)、S≧SLとなればノッキングを起こしてい
ると判断して前回のノック補正量ADVCS-1からエンジン
回転数Nに対応する遅角量ADVRを引いた値が今回のノッ
ク補正量ADVCSとして算出される(ステップ24)。また
S<SLになれば所定時間C経過後に、ADVCS-1にエンジ
ン回転数Nに対応する進角量ADVAを足した値がADVCSと
して算出される(ステップ25,26,27)。なお、遅角量AD
VR、進角量ADVAはエンジン回転数Nが低いときに小さな
値を、エンジン回転数Nが所定以上のときに大きな値を
取る。ステップ23,28ではタイマをクリアする。
第4図のルーチンでは吸気温センサ、水温センサ、湿度
センサ(これらのセンサは第2図では図示されない)か
ら吸気温TAと、エンジン冷却水温TWと、吸気中の水蒸気
分圧PWとが読込まれ、第9図〜第11図に示すように所定
のSTA,STW,SPWを基準としてTA,TW,PWに対する吸気温補
正量ADVTA、水温補正量ADVTW、水蒸気分圧補正量ADVPW
が算出される(ステップ30〜35)。そして、エンジン回
転数Nに対応して第12図に示すように設定された点火時
期の基準余裕代BMAADVが読込まれ、これらの値から次式
(1)により余裕代である所定値SMAADVが求められる
(ステップ36,37)。
SMAADV=BMAADV−ADVTA−ADVTW+ADVPW …(1) 即ち、所定値SMAADVは前記遅角量ADVR、進角量ADVAと同
様にエンジン回転数Nが低いときに小さな値を、エンジ
ン回転数Nが所定以上のときに大きな値を取る。
次に第5図,第6図に基本点火時期TADVMの演算ルーチ
ンと、セット点火時期(出力値)SETADVの演算ルーチン
を示す。
第5図のルーチンではエンジン負荷(吸入空気量Qaとエ
ンジン回転数Nから求まる燃料噴射弁4の基本噴射量に
相当する)Tpとエンジン回転数Nとから、予めマップ等
に設定された基準進角値TADVが読込まれ、このTADVに水
温補正値CLDADV等を加減算してTADVMが求められる(ス
テップ40〜44)。また、エンジン負荷Tpとエンジン回転
数Nに対応して、所定のエリアに分割された学習マップ
から学習値ADVLD(後述する)が読込まれると共に、こ
のときのエリアに対応する負荷、回転領域(Tp,N)が記
憶される(ステップ45,46)。
そして、第6図のルーチンでは、基準点火時期TADVMと
ノック補正量ADVCSと学習値ADVLDが読込まれ(ステップ
50〜52)、これらの和がセット点火時期SETADVとして出
力される(ステップ53,54)。このSETADVにクランク角
が一致したときに点火が行われる。
次に学習値ADVLDの演算であるが、この演算は第7図に
示すように、エンジンの供給混合気の空燃比A/Fが目標
空燃比A/Fの範囲にあり、基本点火時期TADVMが基準進角
値TADVと等しく、第6図のルーチンでADVLD(前回の値A
DVLD-1となる)を読込んだときから同一の負荷,回転領
域(Tp,N)でエンジンが所定回転数n(もしくは所定時
間)運転され、エンジンの筒内圧が最大となるクランク
角位置Θpmaxの変動が所定値以内のとき、行われる(ス
テップ60〜63)。
この空燃比の条件は燃料噴射弁4が酸素センサ9のフィ
ードバック信号により目標空燃比を得る燃料噴射量に制
御されているとき、TADVM=TADVの条件はエンジン冷却
水温が適正水温のとき、同一の負荷、回転領域(Tp,N)
の条件は運転状態の変化が少ないとき、クランク角位置
Θpmaxの条件は燃焼が安定した状態にあるときである。
なお、Θpmaxはノックセンサ10とクランク角センサ8か
ら計測されるが、ある分布をもってバラツクため、この
場合第8図のように所定回数の平均値を用いる。
そして、これらの条件を満たしたときに学習値ADVLDが
前回のADVLD-1とノック補正量ADVCSと余裕代である所定
値SMAADVから次式(2)により算出され、同一の学習マ
ップエリアにある前回の値と更新される(ステップ64,6
5)。
ADVLD=ADVLD-1+ADVCS−SMAADV …(2) したがって、ノッキングが発生すると、ノックセンサ10
の出力に応じたノック補正量ADVCSと学習マップに記憶
された学習値ADVLDにより点火時期が補正され、この補
正値SETADVとなるように点火時期が制御されるが、学習
値ADVLDはノック補正量ADVCSを求めたときに同一の負
荷、回転領域(Tp,N)でエンジンが所定回転数運転さ
れ、安定した一定の条件にあるときに学習されるので、
学習値として正確な値が得られる。
また、ノック補正量ADVCSはノックセンサ10の出力Sが
スライスレベルS以上のとき遅角側(ADVR分)に、スラ
イスレベルS以下のときに進角側(ADVA分)に設定され
ると共に、このノック補正量ADVCSから余裕分の所定値S
MAADVを引いた値を学習値ADVLDとして用いるので、ノッ
キングに対して点火時期を応答良く的確に制御すること
ができる。即ち、ノック補正量ADVCSをそのまま学習値A
DVLDとして用いると、その学習値ADVLDを基に制御を行
ったときに点火時期がノッキング限界に近付きすぎ、こ
のため状況によってはノッキングが頻発しかねない。
したがって、例えばエンジン自体のバラツキや経時変化
あるいはエアフローセンサ7のバラツキや経時変化等に
より、エンジンに要求される点火時期とコントロールユ
ニット11に記憶されている基本点火時期TADVM(あるい
は基準進角値TADV)とに差異を生じたとしても、学習点
火時期が要求点火時期に常に一定範囲まで近づくので、
点火時期の補正量が大幅にずれたり、過渡運転時に遅れ
たりすることはなく、この結果ノッキングを確実かつ応
答良く回避することができ、またノッキング域からはず
れたときに点火時期を速やかに進角することができ、エ
ンジンの運転性、燃費等を向上することができる。
なお、ノック補正における遅角量ADVR、進角量ADVAと同
様に、余裕分SMAADVをエンジン回転数Nが低いときに小
さな値に、エンジン回転数Nが所定以上のときに大きな
値にしたので、点火時期を過不足なく進角させつつノッ
キングの回避が応答良く行える。
第13図は本発明の他の実施例を示すもので、エンジン負
荷の変化率ΔTpやエンジン回転数の変化率ΔNが所定値
A,B以上の過渡運転時でかつ前回のADVCS-1が進角側(AD
VCS-1>0)のときには、ノック補正量ADVCSを0にして
ノッキングに対する制御を中止するようにしたものであ
る(ステップ80〜84,94)。その他のフローは第4図〜
第8図と同じである。
したがって、このとき点火時期は学習値ADVLDにより制
御されるが、エンジンの運転状態変化の激しい過渡運転
時には、ADVCS分を加えることで点火時期をノッキング
限界付近にしておくと、状況によっては急にノッキング
域に入ることもあり、そこで予めADVCSをゼロとして点
火時期を相対的に遅角させておくことにより、過渡的に
ノッキングに突入することを確実に防止するのである。
(発明の効果) 以上のように本発明によれば、ノッキングに応じて算出
したノック補正量から所定値を余裕代として引いた値を
学習し、この学習値を基準にして点火時期をフィードバ
ックにより補正制御するので、エンジン等のバラツキや
経時変化等があっても、点火時期の補正幅が常に所定の
範囲に収まり、したがって点火時期を常に的確かつ応答
良く制御でき、燃費や出力を最良に保ちつつノッキング
を確実に防止できる。また、学習値はノック補正量を算
出したときに、同一の負荷、回転領域かつ機関の排気空
燃比が目標空燃比の範囲内にあり、基本点火時期が基準
進角値と等しい条件下でエンジンが一定値運転された時
に学習するので正確な学習値が得られ、点火時期の高い
制御精度が確保される。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の構成図、第2図は本発明の実施例を示
す構成図、第3図〜第8図は制御内容を示すフローチャ
ート、第9図〜第12図は演算に用いる各データの特性線
図、第13図は本発明の他の実施例を示すフローチャート
である。 7……エアフローセンサ、8……クランク角センサ、9
……酸素センサ、10……ノックセンサ、11……コントロ
ールユニット、12……点火栓。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】機関のノッキング状態を検出するノックセ
    ンサを設け、このノックセンサの出力に応じて点火時期
    を補正制御するようにした内燃機関の点火時期制御装置
    において、機関の負荷と回転数により定まる基準進角値
    を機関冷却水温により補正して基本点火時期を演算する
    手段と、ノックセンサの出力に応じてノック補正量を算
    出する手段と、このノック補正量を算出した時点と同一
    の負荷、回転領域かつ機関の排気空燃比が目標空燃比の
    範囲内にあり、基本点火時期が基準進角値と等しい条件
    下で機関が所定回転数もしくは所定時間運転されたとき
    にノック補正量からノッキングに対する所定の余裕代を
    引いた値を学習値として記憶する手段と、この記憶値と
    ノック補正量により前記基本点火時期を修正する手段
    と、この修正値に応じて点火時期を制御する手段とを設
    けたことを特徴とする内燃機関の点火時期制御装置。
JP15899287A 1987-06-26 1987-06-26 内燃機関の点火時期制御装置 Expired - Lifetime JPH0792039B2 (ja)

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CN115163376B (zh) * 2022-02-22 2023-07-25 重庆长安汽车股份有限公司 一种发动机点火提前角控制方法、装置、发动机管理系统及汽车

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