JPH11182394A - 内燃機関の点火時期制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】点火時期遅角制御を、復帰させるタイミングが
機関加速時の機関回転数によって変化する出力軸トルク
の立ち上がりタイミングに合わせて設定し、幅広い機関
回転数域において機関加速時の車両前後振動を確実に抑
制する。 【構成】所定の加速状態を判定すると（Ｓ１４）、点火
時期が実行点火時期ＡＡＣＣ１に遅角される（Ｓ１６、
Ｓ２４）。この際、機関回転数ＮＥとギア比ＮＶＲから
遅角制御時間ＴＡＣＣ１が設定され（Ｓ１８）、遅角制
御時間ＴＡＣＣ１の間、点火時期の遅角が行われる（Ｓ
２２）。この場合、遅角制御時間ＴＡＣＣ１は、機関加
速時の機関回転数ＮＥやギア比ＮＶＲによって変化する
手動変速機１４から車輪に伝達される出力軸トルクの立
ち上がりのタイミングに合わせて設定されているので、
機関加速時の車両前後加速度を確実に抑制することがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の点火時
期制御装置に関し、特に、機関加速時の運転特性を向上
させることができる内燃機関の点火時期制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の加速時における機関出力の上
昇に伴う車両前後振動を低減し、機関加速時の運転特性
を良好にするために、従来より、内燃機関の加速時に運
転状態に基づいて定められる基本点火時期を遅角制御す
ることがなされている。この車両前後振動は、変速機か
ら駆動輪に伝達される出力軸トルクの変動により引き起
こされるものであり、車両前後振動を抑制するにはこの
出力軸トルクの変動を抑制する必要がある。

【０００３】そこで、特開平９─２０９８９４号公報に
おいては、機関加速時に点火時期を遅角制御し、出力軸
トルクの変動を的確に抑制するために、機関加速時が検
出された後の遅角制御を復帰させるまでの遅角制御時
間、換言すれば、遅角制御の復帰タイミングを出力軸ト
ルクが駆動輪に伝達されるまでのトルク伝達時間を考慮
に入れて設定することがなされている。トルク伝達時間
は変速機のギア比によっても変わることから、遅角制御
の復帰タイミングをギア比に基づいて設定している。し
たがって、この公報に記載のものにおいては、変速機の
ギア比によりトルク伝達時間に差が生じても遅角制御の
復帰タイミングを適切に定めることができ、車両前後振
動をより確実に抑制することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、特開平９─
２０９８９４号公報においては、変速機のギア比によっ
て遅角制御の復帰タイミングが設定されるものの、同一
のギア比であっても機関高回転時における加速時と機関
低回転時における加速時とでは単位時間当たりの機関燃
焼回数が異なるため、変速機から駆動輪に伝達される出
力軸トルクの立ち上がるタイミングも異なる。この結
果、内燃機関の回転数によっては遅角制御の復帰タイミ
ングが適切なタイミングからずれて車両前後振動を確実
に抑制することができないという問題があった。

【０００５】すなわち、図５（ｃ）に機関加速時の遅角
制御がなされない場合の車両前後加速度の挙動を示す
が、時刻ｔ１において、図５（ａ）に示すようにスロッ
トルバルブが開かれ加速がなされると、機関出力の上昇
に伴い出力軸トルクが立ち上がり車両前後加速度は大き
くなるとともに、その後、車両前後加速度は変動する。
ここで、機関加速時における機関回転数が図５（ｂ）の
破線で示すように低回転であると、単位時間当たりの機
関燃焼回数が少ないため、図５（ｃ）の破線で示すよう
に車両前後加速度の立ち上がりは遅く、時刻ｔ２におい
て、ピーク値に達する。これに対し、機関加速時の機関
回転数が図５（ｂ）の実線で示すように高回転である
と、単位時間当たりの機関燃焼回数が多いため、図５
（ｃ）の実線で示すように車両前後加速度の立ち上がり
は早く、そのピーク値に達する時刻も時刻ｔ２よりも早
い時刻ｔ３へと変化する。したがって、機関低回転時に
おいて車両前後加速度のピーク値を低減するように、且
つ、ピーク後の車両前後加速度の落ち込みを抑制するよ
うに遅角制御の復帰タイミングを設定すると、機関高回
転時には車両前後加速度がピーク値に達した後もしばら
くは遅角制御がなされ、ピーク後の車両前後加速度の落
ち込みを抑制することができず、車両前後振動を確実に
抑制をすることができないという問題があった。

【０００６】そこで、このような従来技術の問題に鑑み
て、本発明は、幅広い機関回転数域において機関加速時
の車両前後振動をより確実に抑制することができ、機関
加速時の運転性能を向上させることのできる内燃機関の
点火時期制御装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の内燃機関の点火
時期制御装置は、上記目的を達成するためになされたも
のであり、内燃機関の加速時に機関運転状態に基づいて
定められる点火時期を遅角制御する内燃機関の点火時期
制御装置において、前記内燃機関の機関回転数を検出す
る機関回転数検出手段と、検出される機関回転数に基づ
いて上記遅角制御を復帰させる復帰タイミングを設定す
る復帰タイミング設定手段とを備えている。

【０００８】これにより、本発明によれば、機関加速時
の機関回転数によって変化する変速機から駆動輪に伝達
される出力軸トルクの立ち上がりタイミングに合わせて
遅角制御を復帰させる復帰タイミングを設定することが
でき、幅広い機関回転数域において遅角制御の復帰タイ
ミングを適切なタイミングとすることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図１乃至図５の図面を用い
て本発明における内燃機関の点火時期制御装置の一実施
の形態について詳細に説明する。

【００１０】図１は、本実施の形態における内燃機関の
点火時期制御装置の概略構成図である。この図におい
て、複数の気筒を有する内燃機関１は、エアクリーナ
３、吸気通路２を介して吸気ポート１ａに空気が供給さ
れ、また、吸気ポート１ａの近傍には各気筒毎にインジ
ェクタ４が設けられ、インジェクタ４から燃料が供給さ
れる。そして、これら供給された空気と燃料の混合気が
各気筒毎に設けられた吸気バルブ５ａを介して燃焼室１
ｂへ導入され、この導入された混合気は点火プラグ１０
で点火されることにより、燃焼室１ｂ内にて燃焼され、
これにより機関出力が得られる。その後、燃焼後の排気
ガスは排気バルブ５ｂを介して各気筒毎の排気マニホー
ルドが集合する排気通路６へと排出され、排気ガス中の
有害成分である炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）
及び窒素酸化物（ＮＯｘ）を同時に浄化する触媒装置と
しての三元触媒１３を経て外部に排出される。

【００１１】また、上述のようにして得られた機関出力
は、クランク軸から手動変速機１４へと伝達され、手動
変速機１４からの出力軸トルクは駆動輪に伝達される。

【００１２】内燃機関１の吸気通路２の途中には、その
上流側から順に内燃機関１の吸入空気量を検出するエア
フロメータ７、アクセルペダルに連動して開閉され吸入
空気量を調節するスロットルバルブ８が設けられ、スロ
ットルバルブ８の近傍には、スロットル開度ＴＡを検出
するスロットルセンサ２１が設けられている。

【００１３】また、内燃機関１のシリンダブロック１ｃ
には、機関冷却水温度ＴＨＷを検出するための水温セン
サ２２が設けられ、点火コイルから出力される高電圧を
各気筒毎に設けられた点火プラグ１０に分配するディス
トリビュータ１１には、同ディストリビュータ１１のロ
ータの回転から機関回転数ＮＥを検出する回転数センサ
２３及び特定気筒の吸気上死点を検出する気筒判別セン
サ２４が設けられている。更に、手動変速機１４の出力
軸には、車速ＳＰＤを検出する車速センサ２５が設けら
れている。

【００１４】上述したエアフロメータ７、スロットルセ
ンサ２１、水温センサ２２、回転数センサ２３、気筒判
別センサ２４及び車速センサ２５は、電子制御装置（以
下、ＥＣＵと称す）３０にそれぞれ接続され、ＥＣＵ３
０は、これらエアフロメータ７、各種センサ２１〜２５
からの検出信号に基づき、インジェクタ４及びイグナイ
タ１２を好適に駆動制御するようになっている。

【００１５】図２は、本実施の形態において、ＥＣＵ３
０で行われる点火時期制御ルーチンを示すフローチャー
トであり、このルーチンは４ｍｓｅｃ毎に実行される。

【００１６】まず、ステップ１０では、ＥＣＵ３０に内
蔵されるカウンタを調べて所定の点火時期演算タイミン
グに達したかどうかを判定し、点火時期演算タイミング
に達していなければリターンする。一方、点火時期演算
タイミングに達していればステップ１２に進み、ステッ
プ１２では、エアフロメータ７からの検出信号や回転数
センサ２３からの検出信号から得られる機関１回転あた
りの吸入空気量ＧＮや上述した各種センサから得られる
各種データに基づき要求点火時期ＡＣＡＬを算出する。

【００１７】続くステップ１４では、機関加速時の遅角
制御実行条件を満足するか否かを判定する。本実施の形
態においては、機関暖機後の加速時に後述する遅角制御
を行うものであり、具体的には下記実行条件が全て成立
したときに遅角制御を行う。ここで、ＣＬＬＯＦはスロ
ットルバルブが開かれた時点からカウントアップされる
カウンタ値であってアイドルＯＦＦ時間を示すものであ
り、ΔＧＮは今回得られた機関１回転あたりの吸入空気
量ＧＮと前回得られた機関１回転あたりの吸入空気量Ｇ
Ｎとの差、すなわち、機関１回転あたりの吸入空気量Ｇ
Ｎの変化量を示すものである。 （ａ） １０００ｒｐｍ≦ＮＥ＜４０００ｒｐｍ （ｂ） ＳＰＤ≧５ｋｍ／ｈ （ｃ） ＴＨＷ≧６０℃ （ｄ） ＣＬＬＯＦ＜１５００ｍｓ （ｅ） ＧＮ≧０．６ｇ／ｒｅｖ （ｆ） ΔＧＮ≧０．１５ｇ／ｒｅｖ

【００１８】ステップ１４で上記実行条件が全て成立し
ていると判定されたときにはステップ１５に進み、ステ
ップ１５では、実行フラグＸＡＣＣ１を“１”とし、続
くステップ１６では、図３に示す、要求点火時期ＡＣＡ
Ｌと実行点火時期ＡＡＣＣ１の関係を示すマップ図よ
り、ステップ１２で得られた要求点火時期ＡＣＡＬから
加速時遅角制御の実行点火時期ＡＡＣＣ１を算出する。
実行点火時期ＡＡＣＣ１は要求点火時期ＡＣＡＬに対
し、内燃機関１に失火が生じない範囲内で遅角側に設定
されており、上記実行条件を満たす機関加速時には要求
点火時期ＡＣＡＬに代え、実行点火時期ＡＡＣＣ１にて
点火を行い、これにより、機関加速時における車両前後
加速度のピーク値を低減する。

【００１９】続く、ステップ１８では、図４に示す、手
動変速機１４のギア比ＮＶＲと機関回転数ＮＥの関係を
示すマップ図より、遅角制御時間ＴＡＣＣ１を算出す
る。手動変速機１４のギア比ＮＶＲは機関回転数ＮＥと
車速ＳＰＤより求められ、図４に示すマップでは、ギア
比ＮＶＲとして機関回転数ＮＥを車速ＳＰＤで除した値
に２０を乗じた値が格納されていることから、これと同
様にして求められる。また、遅角制御時間ＴＡＣＣ１は
遅角制御の開始から復帰までを規定する時間であって、
出力軸トルクの立ち上がりタイミングを考慮に入れて設
定される。一般的に、ギア比ＮＶＲが大きい程、ギアの
もつ固有周波数が大きく、車両前後加速度の立ち上がり
が遅い。また、機関回転数ＮＥが小さい程、単位時間当
たりの燃焼回数が少なく、車両前後加速度の立ち上がり
が遅い。したがって、本実施の形態では、図４のマップ
図に示すように、ギア比ＮＶＲが大きく、機関回転数Ｎ
Ｅが小さい程、遅角制御時間ＴＡＣＣ１は長くされる。

【００２０】次いで、ステップ１９では、加速時遅角制
御実行時間を示す遅角カウンタＣＡＣＣ１がカウントア
ップされる。

【００２１】一方、ステップ１４で上記実行条件が成立
していないと判定されたときには、ステップ２３に進
み、ステップ２３では、実行フラグＸＡＣＣ１が“１”
か否かを判定し、“１”の場合は上述した加速時遅角制
御実行中であるとして、ステップ１９に進み、“１”で
ない場合はステップ３２に進む。

【００２２】次いで、ステップ２０では、スロットルセ
ンサ２１の検出信号に基づき、スロットルバルブ８が全
閉かどうかを調べ、全閉でなければ、アイドルオフとし
てステップ２２に進む一方、スロットルバルブ８が全閉
であれば、減速がなされており、加速時遅角制御は不必
要であるため、ステップ２１に進み、ステップ２１で
は、遅角制御カウンタＣＡＣＣ１と実行フラグＸＡＣＣ
１とをクリアし、ステップ３２に進む。

【００２３】ステップ２０で否定判定されて進むステッ
プ２２では、遅角カウンタＣＡＣＣ１が遅角制御時間Ｔ
ＡＣＣ１に達したかどうかを調べ、遅角カウンタＣＡＣ
Ｃ１が遅角制御時間ＴＡＣＣ１に達していなければ、加
速時遅角制御実行中であるとして、ステップ２４に進
み、ステップ２４では、要求点火時期ＡＣＡＬを実行点
火時期ＡＡＣＣ１とし、ステップ３２に進む。また、ス
テップ２２において、遅角カウンタＣＡＣＣ１が遅角制
御時間ＴＡＣＣ１に達していれば、加速時遅角制御の復
帰タイミングであるとしてステップ２６に進む。

【００２４】ステップ２６からステップ３０では、加速
時遅角制御を復帰させる動作を行う。すなわち、ステッ
プ２６では、実行点火時期ＡＡＣＣ１に進角量αを加算
し、実行点火時期ＡＡＣＣ１を徐々に進角させ、換言す
れば、遅角量を徐々に減衰させ、続く、ステップ２８で
は、実行点火時期ＡＡＣＣ１が要求点火時期ＡＣＡＬに
達したかどうか調べ、実行点火時期ＡＡＣＣ１が要求点
火時期ＡＣＡＬに達していれば、加速時遅角制御の復帰
が終了したとして、ステップ３０に進み、ステップ３０
では実行フラグＸＡＣＣ１と遅角カウンタＣＡＣＣ１と
がクリアされる。一方、ステップ２８で実行点火時期Ａ
ＡＣＣ１が要求点火時期ＡＣＡＬに達していないと判定
されたときには、加速時遅角制御の復帰が終了していな
いとして、ステップ２４に進む。

【００２５】次いで、ステップ３２では、要求点火時期
ＡＣＡＬを今回の点火時期ＡＯＰとして設定し、リター
ンする。

【００２６】次に、上述した点火時期制御ルーチンによ
り設定される点火時期ＡＯＰの推移を上述した図５
（ａ）乃至図５（ｃ）とともに図５（ｄ）に示す。

【００２７】図５（ｄ）において、内燃機関１の加速が
なされる時刻ｔ１以前においては、点火時期ＡＯＰは機
関１回転あたりの吸入空気量ＧＮ等から算出される要求
点火時期ＡＣＡＬが設定される。一方、内燃機関１の加
速がなされ機関加速時が検出されると、加速時遅角制御
により点火時期ＡＯＰは要求点火時期ＡＣＡＬよりも遅
角側に設定された実行点火時期ＡＡＣＣ１へと変更さ
れ、すなわち、点火時期ＡＯＰが遅角される。

【００２８】この加速時遅角制御の遅角制御時間ＴＡＣ
Ｃ１は、機関加速時の手動変速機１４のギア比ＮＶＲや
機関回転数ＮＥによって変化する出力軸トルクの立ち上
がりタイミング、つまり、図５（ｃ）に示す、車両前後
加速度の立ち上がりタイミングに合わせて設定され、同
一ギア比ＮＶＲであれば、機関回転数ＮＥが低回転のと
きには、図５（ｄ）のＡの時間、また、機関回転数ＮＥ
が高回転のときには、図５（ｄ）のＢの時間のあいだ点
火時期ＡＯＰが大きく遅角される。これにより、機関低
回転時の時刻ｔ２における車両前後加速度のピーク値を
十分に低減できるとともに、機関高回転時の時刻ｔ３に
おける車両前後加速度のピーク値も十分に低減できる。

【００２９】また、加速時遅角制御の実行時間が遅角制
御時間ＴＡＣＣ１に達すると、機関回転数ＮＥが低回転
のときには、図５（ｄ）の破線に示すように、また、機
関回転数ＮＥが高回転のときには、図５（ｄ）の実線に
示すように加速時遅角制御が復帰され、すなわち、点火
時期ＡＯＰが徐々に進角される。これにより、機関加速
時の機関回転数ＮＥに係わらず、車両前後加速度のピー
ク後における点火時期ＡＯＰの遅角量が小さくされ、こ
のときの車両前後加速度の落ち込みを抑制することがで
きる。

【００３０】このように、本実施の形態では、機関回転
数ＮＥと手動変速機１４のギア比ＮＶＲより、遅角制御
時間ＴＡＣＣ１を設定することにより、機関加速時のギ
ア比ＮＶＲや機関回転数ＮＥによって変化する手動変速
機１４から車輪に伝達される出力軸トルクの立ち上がり
タイミングに合わせて、遅角制御を復帰させる復帰タイ
ミングを設定することができ、ギア比ＮＶＲ、機関回転
数ＮＥに係わらず遅角制御の復帰タイミングを適切なタ
イミングとすることができる。したがって、機関加速時
の車両前後加速度のピーク値を低減できるとともに、車
両前後加速度の落ち込みを抑制することができるため、
機関加速時の車両前後振動を確実に抑制することがで
き、機関加速時の運転性能を向上させることができる。

【００３１】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
るものではなく、上記実施の形態において、手動変速機
１４のギア比ＮＶＲは、機関回転数ＮＥと車速ＳＰＤよ
り求められ、ギア位置を認識していたが、センサを設け
るなどして直接ギア位置を認識するようにしてもよい。

【００３２】さらに、図４に示した遅角制御時間ＴＡＣ
Ｃ１のマップを異なる内燃機関、車両、駆動方式に対応
した複数種類用意し、ＥＣＵ３０に格納することも可能
である。これにより、駆動方式等が異なる車種であって
も、ＥＣＵ３０に格納されているマップを逐次選択する
ことにより、車種によってＥＣＵ３０を変える必要がな
く、１種類のＥＣＵ３０で済ませることができる。

【００３３】

【発明の効果】本発明の内燃機関の点火時期制御装置に
よれば、機関加速時の機関回転数によって変化する変速
機から車輪に伝達される出力軸トルクの立ち上がりタイ
ミングに合わせて、遅角制御を復帰させる復帰タイミン
グを設定することができ、幅広い回転数域において遅角
制御の復帰タイミングを適切なタイミングとすることが
できるため、機関加速時の車両前後振動を確実に抑制す
ることができ、機関加速時の運転性能を向上させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における内燃機関の点火時
期制御装置の概略構成図。

【図２】本発明の実施の形態における点火時期制御ルー
チンを示すフローチャート。

【図３】要求点火時期ＡＣＡＬと実行点火時期ＡＡＣＣ
１の関係を示すマップ図。

【図４】手動変速機１４のギア比ＮＶＲと機関回転数Ｎ
Ｅおよび遅角制御時間ＴＡＣＣ１の関係を示すマップ
図。

【図５】機関加速時のスロットルバルブ８、機関回転数
ＮＥ、遅角制御がされない場合の車両前後加速度の挙
動、点火時期ＡＯＰをそれぞれ示すタイミングチャー
ト。

【符号の説明】

１…内燃機関、１ａ…吸気ポート、１ｂ…燃焼室、１ｃ
…シリンダブロック、２…吸気通路、３…エアクリー
ナ、４…インジェクタ、５ａ…吸気バルブ、５ｂ…排気
バルブ、６…排気通路、７…エアフロメータ、８…スロ
ットルバルブ、１０…点火プラグ、１１…ディストリビ
ュータ、１２…イグナイタ、１３…三元触媒、１４…手
動変速機、２１…スロットルセンサ、２２…水温セン
サ、２３…回転数センサ、２４…気筒判別センサ、２５
…車速センサ、３０…ＥＣＵ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の加速時に機関運転状態に基づ
   いて定められる点火時期を遅角制御する内燃機関の点火
   時期制御装置において、前記内燃機関の機関回転数を検
   出する機関回転数検出手段と、検出される機関回転数に
   基づいて上記遅角制御を復帰させる復帰タイミングを設
   定する復帰タイミング設定手段とを備えていることを特
   徴とする内燃機関の点火時期制御装置。