JPS5920566A - 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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JPS5920566A
JPS5920566A JP57129698A JP12969882A JPS5920566A JP S5920566 A JPS5920566 A JP S5920566A JP 57129698 A JP57129698 A JP 57129698A JP 12969882 A JP12969882 A JP 12969882A JP S5920566 A JPS5920566 A JP S5920566A
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JP
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ignition
engine
ignition timing
value
signal
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JP57129698A
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Akito Yamamoto
明人 山本
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/15Digital data processing
    • F02P5/1502Digital data processing using one central computing unit
    • F02P5/1508Digital data processing using one central computing unit with particular means during idling
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) この発明は、内燃機関のアイドリング時の点火時期制御
装置に関する。
(従来技術) 従来の内燃機関の点火時期制御装置としては。
例えば以下のようなものがある。
内燃機関がアイドリンク運転にあるか否かをチェックし
、アイドリンク時には、第1図に示す特性に従って1機
関回転速度N(rpm) Iτ基づいて点火時期すなわ
ち点火進角値A D V (0[3TDC! ]を決定
する。
さらに2点火コイルの1次電流が通電開始時の電流値+
+ OIIから点火火花を飛ばすために必要な所定値に
達するまでの通電時間は、バッテリ電圧へlBの大きさ
によって変わるので、バッテリ電圧VBに基づいて点火
コイルの通電時間を求める。この通電時間とその時の機
関回転速度Nから通電角度DWLDEG A:求t リ
、  このai角度DWLDEOと上述の点火進角値A
DVから通電開始角DWELL(L3TDC)が決定さ
れる。
機関はクランク軸の回転に伴なって1通電開始角DWE
LLで点火コイルに1次電流が通電、開始され9点火時
期AD■に1次電流が遮断されて、対応する気筒が点火
さハる。
なお、アイドリンク運転でない場合(・ゴ、第2図に示
す特性に従って9機関回転速度Nと吸入空気流量Q(ま
たは吸入負圧、または機関回転速度Nと吸入空気流量Q
と定数からT、−KQ/Nとして演算される基本燃料噴
射量Tp)に基づいて基本点火進角値AT)V、を求め
、これに冷却水温度Twやクラ/キング(始動)中か否
かに応じた補正を行なって点火進角値ADVを求める。
通電開始角1)WELLはアイドリングの場合と同様に
、ノ;ツテリ電圧VBと機関回転数Nに応じて決定ζわ
る。
第1図に示すように、アイドリング時の時に機関回転速
度Nが約11000yp以下でCま9点火進角値AI)
Vばはシ一定で通常1d約2013TDC付近に設定さ
り、る。
一般に9点火進角値へ〇■と機関の発生トルク(、kg
n)との関係は第3図に示す過、りで1点火進角値AD
Vが30〜40(IIJTDO)付近で発生トルクが最
大となる。このように点火進角値AT)Vを30〜40
°に設定して1機関が最大トルクを出力するように制御
することを、 MBT (Minimum advan
cefor Be5t Torque )制御、また点
火進角値30〜400LIT00をMBT点と称シテイ
ル・さらに1点火進角値A I’) Vと燃料消費率(
g/PS−h)すなわち燃費との関係0ま第4図に示す
通りで、第3図と第4図を対比すると明らかなように9
点火進角値AnVがM、 I3 T点伺近では、MBT
制御状態でしかも燃費が最少となる。従って点火進角値
ADVは30〜40°BTDO付近のMBT点に設定す
るのが好ましい。
しかしながら、第1図疋示すように、アイドリンク時の
行に機関回転速度Nが約1100Orp以下でケま9点
火進角値ははヌ一定て約200f3TDC付近に設定さ
FI5ている。この理由は、アイドリンク時には吸入空
気流量が少ないために実効圧縮比が小さく、従って1点
火時期をM]3T点に設定すると。
機関の個体差や吸入空気の温度、湿度等の条件により失
火が生じ易く9機関回転の安定度が損われるからであり
、20°13TDC付近で点火を行なえば。
気筒内圧力がある程度上昇しておjり、そのような条件
下でも、確実かつ安定した着火性能か得られるからであ
る。
従って従来装置によるアイドリング運転では。
失火を防いて安定した着火罰能をmるために、燃費を犠
牲にしているという問題点があった。
(発明の目的〕 この発明は、このような従来の問題点に着目してなされ
たもので1機関のアイドリング時に1点火時期をMBT
点付近にあるようにフィートノ(ツク制御して1機関出
力と燃費の向上を図ると共に。
同一点火サイクル内の合気1:1jについての点火回数
を腹数として2着火を確実に行なって失火を防止し、特
に複数回の点火のだめの点火コイルへの通電時間を充分
に確保して点火を確実にし、もって。
燃費性能、排気性能9回転安定性を向−ヒさせることを
目的とする。
(発明の構成および作用) そこで、この発明の特徴は、先ずアイドリンク時の点火
時期をM ]3 T点付近に設定すると共に。
機関回転速度Nが最大となるタラ/り角位置ONmax
または機関回転加速度dN/dtが最大となるクランク
角位置θ(6N/ at)maxの大きさによって1着
火したか失火したかを判定し9着火した場合には点火進
角値AT)Vを進角させ、かつ失火した場合には遅角さ
せることによって、失火を防止しながら。
点火時期がMBT点にあるようにフィードバック制御し
、出力および特に燃費性能の向上を図る。
しかしながら、燃焼は個々のサイクルにおいては確率的
現象であるので、たとえフィ−ドバック制御を行なって
も一定の割合で失火が起こるのは避けられず、中にM 
13 T点付近にフィードバック制御面するだけでは、
燃費性能、IJ1気性能9回転安定性の向」−には限界
がある。
そのため、この発明においては、同一点火サイクル内に
おいて各気筒の点火を複数回と[2,かつ複数のうちの
初回目を−1−述したM B T点汁近へのフィードバ
ック制御とし、万一初回1」の点火で失火1.ても、2
回目以降の点火により燃″庶サイクルの終了までには(
r4ii実に着火されるように構成する。
その場合に、複数の点火の点火1η)隔を歳関の運転条
件によらず一定にすると、特にバッテリ電、圧VBの低
下等の条件では1点火コ・fルへの0電時間が不足する
結果、必要な点火エゴ・ルギが6f(′保できf9着火
性能の向上が思わしくない。
そこでこの発明は、バッテリ?Pu圧■I3等の機関の
運転条件に応じて1点火コイルへの必要な通電時間を求
め、この値に基づいてかつ最終回目の点火時期がその気
筒の圧縮し死点を越えない範囲内で。
同一点火、ナイクル内での各気筒についての点火回数を
可変回数の複数回とすることを特徴とする。
以下、実施例につき図面に基づいて、4気筒1殉関を例
として説明する。
第5図は、この発明に係る点火((”v1期制御装置の
構成を示す3.同図において、1はディストリビュータ
2C−内蔵されたクランク角センサで、クランク軸の基
準位置(1番気筒の圧縮上死点を00として、  −7
0、110、290、470、650、・・すなわち1
80°毎の各気筒の圧縮ヒ死点前70°)を示す基準R
,EF信号と、クランク角度1°毎の1°PO8信号を
発する。基準)1.EF倍信号中で特定気筒(通常は1
番気筒)の70°BTDOに対応する基準REF信号は
、他の気筒の基準1[F信号よりパルス[11が大きく
、これによって気筒の判別を行な)ことができる1、3
は点火栓4の座金L2て構成された圧電素子からなる気
筒内圧月センサで、気筒内圧力P信号を発する。5はエ
アフローメータで、吸入空気流@Q倍信号発する。6は
スロットルバルブスイッチで、ヌロノトルバルブ7が閉
(すなわちアイドリング時)または開(非アイドリング
時)を示すアイドリングIDIJ信号を発する。8はニ
ュートラルスイッチで、トランスミッション9σ〕ギア
位置がニュートラルか否かを示すニュートラルN E 
U ”f信号を発する。10はバッテリ、11はイクニ
ノションヌイノチ、 12はコントロールユニットツレ
−で、イクニンノヨンヌイツ°チ11カ一オン:二なる
とコントロールユニットリレー12を介してバッテリl
Oから主電源となるノqツテリ′屯圧vB信号が発せら
れる。またイグニノションスイッ9−11のスタート端
子が接続されると、スタータモータリレー13を介して
クランキング中であることを示ずスタータS T A 
a’r信号が発せらね、る。
14は水i’aセンサで1機関の冷却水温度TW1ぎ号
が発せられる。
これらの各信号はコントロールーユ、−ノド15(二人
力され、演算処理されて9点火時期制御IGNou’r
信号が出力され、この点火時期制御IC)!’JOtJ
’l’信号によりノくワートランジスタ16を!11μ
重j1し2点火コイル17の1次電流の通電と遮断とを
イjなって1機関の点火時期を制御する。
第6図は、コントロールユニット15の構成を示す。同
図において、コントロールユニット15は、信号整形回
路18.  人力インタフェース回路19.0PU20
.  メモリ21.演算タイマ回路22゜出力インタフ
ェース回路23.バックアンプ回路24、切換回路25
.駆動回路26.電源回路27゜その件から構成される
。またメモリ21は、 RAM28、記憶保持用メモリ
29.マスクR,OM 30゜PROM31を含む。駆
動回路26から出力される点火時期制御IGNOUT信
号は信号整形回路18に戻され、入力インタフェース回
路19を介して外部割込として0PU20に入力される
。入力インタフェース回路19は点火時期制御IGN 
OUT信号の立下り時に0PU20に割込信号を入力す
るよう構成されており9点火コイル17の1次電流遮断
(すなわち点火)時を、0PU20に通知する。
第7図は、第6図の入力インタフェース回路19゜演算
タイマ回路22.出力インタフェース回路23を含む入
出力インタフェース演算タイマ回路のICの主要部の内
部構造を示す構成図である。同図において、32はマル
チプレクサで、アナログ信号である気筒内圧力P信号、
吸入空気流搦Q信号。
バッテリ電圧vBm号、冷却水温度T−■信号を入力1
.。
そのうらの1つを選択し7て出力する。33はAT)変
換回路で、マルブープレクサ32て選択されたアナログ
信号をディジタル信号に変換する。34はディジタル人
出力回路で、ディジタル信号であるアイドリンクIDL
E信号、ニュートラルNEIJT信号。
スタータ5TAR,T信号を入力する。35は回転角度
カウンタ回路で、クランク角180°毎の基部REF信
号によってリセットされ、1°PO8信号によってカラ
ン1アツプされる角度タイマと。
ANGLEレジスタを有し1回転角度に同期した角度一
致割込信号S、を発生する。そしてこのANOIJレジ
スタを読むことにより、クランク角位置θを検出するこ
とができる。
36は回転速度計測回路で、予め定められた計測時間の
間1°PO8信号の数をカウントし、計測時間の終了時
にカウント値をR,PMレジスタに記憶すると共に2回
転速度計測終了割込信号S2を発生する。この几PMレ
ジヌタを読むことによって。
機関回転速度NCrpm)を読むことができる。この読
込みは回転速度計測終了割込43号S2を受けて直ちに
行なう。
なお、」1記の計測時間、すなわち計測周期は。
低回転時の分解能と高回転時のカウンタオーバフローを
勘案して1通常はl Q m5ac ii後に設定され
る。このlQmsecという計測周期では、  600
rpmのアイドリング時には2機関1回転につき10回
の回転速度計測が行われることC二なる。
37は割込制御回路で9回転角度カウンメ回路35から
の角度一致割込信号S1や回転速度計測回路36からの
回転速度計測終了割込信号S2およびその他の制能1の
ための各種割込要求を制御し。
0PU20に割込要求を発する。
38はIGNパルス回路で、ADVレジヌタ。
DWELLレジスタ、2つのカウンメ、コンパレータを
有し9点火時期制御IGNOUTパルス信号を発する。
ADVレジヌタには0PU20で演算された点火進角値
ADVが一時格納され、DWELLレジスタには0PU
20で演算された通電開始角1)WE L Lの値が一
時格納される。
点火進角値ADVと通電開始角DWELLの実際の値は
、上死点前(51度を示す値であるが、ADVレジスタ
およびDWE L J、レジスタにそれぞれ格納される
際には、これらの進角値は基亭T’lF信号すなわちL
死点前700を基準(0)とする値に変換され゛C格納
される。例えば点火進角値ADV =30°B′rDC
の場合はADVレジスタの値は7〇−30= 40 テ
ア’)、 iM?4開始角45°13 ’I’ D C
(7) b、% AはDWELL L/ シヌタノ値は
7O−45=25となる。
そして以下の説明における各種レジスタの1′直・も。
全て70°13TDCを基準(0)とする値が使用され
る。
基準RE V信号が入った時から、2つのカウンタがI
 PO8信号をカウントし始め、一方υカウンタの値が
DWELLレジスタの値に一致した時に。
点火時期制御l0NOUT信号が゛′lパになって1点
火コイル17の1次電流の通電が開始され2次いで他方
のカウンタの値がADVレジスタの値に一致した時に9
点火時期制御IGNOUT信号が0°′になり1点火コ
イル17の1次電流が遮断され−C9点火火花が飛ぶ。
2つのカウンタは基準11.Jう[−信号と点火時期制
御ION O[J’r信号が共に′0″になった時にク
リアされる。
次に動作を説明する。
第8図(aXb)(c)に、クランク角位置θに対する
気筒内EE力P2機関回転速度Nおよび機関回転加速度
dN/diの関係を示すP−θ、N−θ、 dN/di
−θの各波形を示す。図から明らかなように、気筒内で
燃焼が行、なわれて有効トルクが発生すると9機関の慣
性のため機関回転速度Nがやや遅れて上匠1、始め、は
ぼ燃焼行程の終了まで上昇を続け、その後次の気筒の圧
縮の影響で機関回転速度Nは下降し始め2次の燃焼から
やや遅れて再び上昇を始める。というサイクルを繰り返
す。
そして1機関回転加速度dN/dtは機関回転速度Nを
微分することにより求められる。
機関回転速度Nが最大となるクランク角位置θNmaX
および機関回転加速度dN/dtが最大となるクランク
角位置θ(dN、’ (] t)maxと点火進角値A
DVとの間には、第9図および第10図に示すような関
係があることが既に確認されている。
そして、このθNmaxまたはθ(dN/dt)max
の値によって2機関が着火したか失火したかを判定する
ことができる。
すなわち9機関が着火【7た場合は、oNmaXは上死
点後に位置し、失火1.た場合は、前回の点火以降機関
回転速度Nは単調に減少するため、oNmaXは上死点
以前に位置する。従って、各点火サイクル(180)毎
にθ11m&Xを求め、このθNmayを1−死点と比
較[7,θ%+naXが上死点後に位置していれば着火
、L死点以前に位置していれは失火と判定する。
または2機関が着火した場合はθ(6N/dt)max
は上死点後に位置し、失火し7た場合は、 θ(dN、
/dt)は単調に減少した後(−)のはヌ′一定値を示
ずため。
θ(dN/6t)maxは上死点以nNに位置する。従
って。
各点火ナイクル毎にθ(dN/dt)maxを求め、こ
のθ(dN/dt)l[a×を」二死点と比較し、θ(
dN/at)maxが上死点後に位置していれば着火、
上死点以内ijに位置していれば失火と判定する。
il1図において、クランク角センサ1からの基準RE
F倍信号第11図(σ))と1°PO8,1,を号(第
11図(h))から1回転角度カウンタ回路35によっ
てクランク角位置θが求められる。また。
前述したように予め設定された計測区間を有する計測周
期毎に(すなわち10 m5ec程度毎に)(第11図
(c))、回転速度計測回路36によってlPO3信号
の数(周波数)がカウントされ(第11図(d) ) 
、機関回転速度Nが求められろ。そしてその機関回転速
度Nの計測区間についての差分(第11図(e))を求
めることにより2機関回転加速度dN/dtが得られる
なお、第11図において、(f)はクランク角位置。
(+7)は回転角度カウンタ回路35のANGLEレジ
スタの値、(h)は機関が失火した時の(d)と同様の
計測区間内の機関回転速度Nで9図示の通り、前回の点
火以降はぼ単調に減少しており、(i)は(h)の差分
をとることにより得られる失火時の機関回転加速度dN
ldtを示し、前回の点火以降はぼ一定の(−)値(ま
たは0)を示している。
先ず9機関回転速度Nが最大となるクランク角位置θN
+naXを求めるための回転変動計測プログラムを、第
12図により説明する。このプログラムは2回転角度カ
ウンメ回路35からの角度一致割込信号S1によって、
180  毎の基準1(EF倍信号より各気筒の」1死
点前70 に実行が開始さ八る。
プログラムの先頭で9回転角度カウンタ回路35のAN
()LEレジスタに格納されている。第11図(c)に
示した計測区間1任の回転速度計測終了時のクランク角
位置θを、汎用レジスタAにロードして1、;<(第1
2図ヌテップ41)。次に9回転速IW計測回路36の
RPMレジスタに格納さノ1ている計測区間内の機関回
転速度Nを、 /lt用レジしタBにロードしくステッ
プ42 )、RAM28の所定番地に割りつけられてい
る点火時期ffi’l ff1TIの同一リー・rクル
内の過去の最大機関回転速度Nmaxを表わすIt、P
MO’LI)の値と比較する(ステップ43)。比較の
結果、今回のNが過去のpJl、、IaXより大きけれ
ば、今回のNをFtPMOL、Dに記憶しくステップ4
4)。
同時に今回のクランク角位置θをRAM28の所定番地
のRPMi)B()に記憶させる(ステップ45)。
ステップ43で今回のNの方が過去のNmaxよりも小
さければ何もせずに終る。R,PMOLr)のNmax
の値とRPMI’)EGの/lN+naxの値は後述す
る点火時期フィードバック制御プログラム(第1511
gl)の各サイクルの終了時にクリアされているので、
従って、このような処理により点火時期制御の1チイク
ル(1点火区間)内での機関回転速度が最大となるクラ
ンク角位置θNmaxを求めることができる。
R,PMl)EGに記憶されるθNmaxの値は、 7
0 BTDOを基準(0)とした値をとる。
また9機関回転加速度dN/dtが最大となるクランク
角位置θ(dN/dt)maxを求めるための回転荻動
計測プログラムを、第13図により説明する。
このプログラムもL死点前70 毎に実行が開始される
上述と同様に2回転角度カウンタ回路35のANGLE
レジスタに格納されている計測区間毎の回転速度計測終
了時のクランク角位置θを汎用レジスタAに、かつRP
Mレジヌタに格納されている計測区間内の機関回転数N
を汎用レジスタBに。
それぞれロードする(ステップ51.52)。次いで、
この汎用レジスタBの植とR,AM28の所定番地に割
りつけられている1つF4jiの計測区間内の機関回転
速度Nを表わすRPMOL1〕の饋との差を取り(ステ
ップ53)、この差分を11.AM28の所定番地に割
りつけられている点火時期制御の同一サイクル内の過去
の最大の差分を表わすRPIVIDLTの値と比較する
(ステップ54)。比較の結果、今回の差分が過去の最
大の差分より太きけり、ば、今回の差分を11.PMI
)L’L”に記憶しくステップ55)、同時に今回のク
ランク角位置θをRAM28の所定番地のR,PMDE
Gに記憶させる(ステップ56)。ステップ54で今回
の差分の方が過去の最大の差分よりも小さけれは何もし
ない。次いで、RPMレジヌタの値すなわち今回の機関
回転速度Nの値を汎用レジスタBにロードしくステップ
57)、さらにそのレジスタBの値を1、(PIVIO
LDに記憶させて(ステップ58)9次の計測区間の処
理に備えて終る。RPMJ)LTの最大の差分すなわち
(dN 、/ d t )maxの植とR,PMI)E
Gのθ(dN/clt)maxの値は後述する点火時期
フィードバンク制御プログラム(第15F>1)の各サ
イクルの終了時にクリアされているので、従って、この
ような処理により点火時期制御の1サイクル(1点火区
間)内での機関回転加速度が最大となるクランク角位置
θ(6N/ 6 t)maxを求めることができる。
RPMI)E()に記憶されるθ(dN/6t)max
の値も、700BTDCを基準(0)とした値をとる。
この発明の特徴は、第14図に示すように、同一点火サ
イクル内で同一気筒について複数回の点火を行ない、初
回口の点火時期を予めMBT点(30〜40°BTI)
O)に設定し、上述のようにして計測したθNmaXま
たはθ(aN/dt)maxの大きさによって。
機関が着火したか失火したかを判定し、初回口の点火時
期を着火の場合には(Xだけ進角させ、かつ失火の場合
にはβだけ遅角させて、初回口の点火時期がM 13 
T点付近にあるようにフィードバック制御する。そして
、バッテリ電圧VBの大きさに応じて充分な点火エネル
ギを確保するように必要充分な」■電時間を演算して、
第2回1」以降の非通電角γと点火間隔δを定め、最終
回の点火時期が圧縮上死点を越えない範囲で、複数回の
点火を行な゛)。従って2点火回数は初回口の点火時期
ADVとバッテリ電圧VBの大きさによって駁わる。こ
のようにして、初回口の点火時期をMBT点付近にフィ
ードバック制御すると共に、万−防11目の点火で着火
17なかった場合でも、第2回1」以降の点火で同一点
火サイクル内でその気筒について燃焼行程の終了までに
は確実に着火するように(ず4成するものである。
先ず、初回口の点火時期AT)Vと通電開始角DWEL
Lをフィードバック制御する点火時期制御プロクラムを
、第15図のフローチャートにより説明する。このプロ
グラムも回転角度1.ウンタ回路35からの角度一致割
込信号S1によって、180゜毎の基準R,I’i F
”信号により各気筒の上死点的7o0に実行が開始され
る。
第15図において、先ず機関がアイドリンクか否かがス
ロットルバルブスイッチ6(およびニュートラルスイッ
チ8および図示しないクラッチスイッチ)によって判定
される(ステップ61)。
次いで1機関回転、(1j度Nが所定!1ilIN、(
例えば1 (l f) Qrptn ) 、”)、下で
あるかどうかを判定i乙(ステップ62)。
これは前述したように、この発明における機関回転速度
Nの計測周期がlQmsec程度であるため。
回転変動の計測が十分可能な領域に制御を限定するため
である。アイドリンク状態でない場合、またはアイドリ
ング状態であっても機関回転速度Nが所定値N?、以上
である場合は、従来通りの点火時期側trm+を行なう
アイドリンク状態でしかも機関回転速度Nが所定値Nr
以下の低回転状態である場合には、冒頭に述べた第1図
に示す特i生に従って1点火進角値の基本値TADV(
約20°BTDOT、あり、  700f3TDCを基
準として約50となる)が演算されるCステップ63)
。次に、その時のバッテリ電圧VBの大きさに基づいて
、充分な点火エネルギを確保するために必要な点火コイ
ル17の1次電流の通電時間が演算され、この通電時間
とこの時の機関回転速度Nから通電角DWLDEGが得
られ、上述の基本点火進角値’I’ADVを西電角DW
LDEGだけ進角させることにより基本点火進角値TA
DVに対応する1町電開始角TDWELLが演算される
(ステップ64)。
次いで、前述した回転変動計測プロクラム(第12図ま
たは第13図)で計測された1)11回の点火サイクル
における機関回転速度Nが最大となったクランク角位置
θNmax 、  または機関回転加速度dN/dtが
最大となったクランク角位置θ(dN、/dt)may
を表わすRPIvll、)Et)の蝕を70と比較する
(ステップ65)。これは計測されたθNmaxまたは
θ(6N/dt)may が上死点前か後かを判断する
ことを意味する。R,PMDEG)70の場合は、前回
の点火サイクルは着火と判定して、RAM28の所定番
地の点火進用の補正値A D V F B Kにαを加
算しくステップ66 )、RPMDEG≦70の場合は
失火と判定して、補正値ADVFBKからβを減算する
(ステップ67)。
次いで1回転変動計測プログラム(第12図または第1
3図)の前回のサイクルで計7itlJされであるNm
axを示ずR,PMOLDの値または(dN/dt)m
axを示すR,PM])LTの値をクリアしくステップ
68)。
さらにθNmaXまたは0(6N/6t)maxを示す
I’(、PMDE(]の値をクリアする(ステップ69
)。
次に、ステップ63で演算しである基本点火進角値TA
DVを汎用レジスタ八にロードしくステップ70)、こ
のTADVから補iE値ADVFBK f−減算する(
ステップ71)。これは基本値TADVを補正値AT)
VFBKだけ進角させることを意味する。
そして前述したようにTADVは約20 BTDOすな
わち70°BTDOを基準として約50であり、また補
正値ADVFBKは10〜20°の値をとる。従って。
ステップ71によって点火進角値が30〜40°BTD
OすなわちMBT点近傍に設定され、さらにステップ6
6を考慮すると2点火進角値はMBT点近傍において、
目?1回の点火サイクルで着火した場合にはαだけ進角
され、失火した場合には遅角されるようにフィードバッ
ク制御されることになる。
なお、αとβは例えばβ=3α程度とし、具体的にはα
−1°、β=3°程度とするのが好ましい。
従って点火進角値は着火の場合は1°進角され、失火の
場合には3°遅角されることになる。失火の場合の遅角
lβを着火の場合の進角型αより大きくするのは、失火
の場合に次回は確実に着火させるためである。
次いで、基本点火進角値TADVに対応する通電開始角
TDWELLを汎用レジスタBにロードしくステップ7
2)、このTDWELLも補正値AD V F B K
だけ進角させる(ステップ73)1、次いで、レジスタ
Aの値を点火進角値ADVとしてADVレジヌタに、レ
ジスタBの値を通電開始角I)W E L LとしてD
WELLレジスタにそれぞれ記憶させる(ステップ74
.75)。
次に、第2回目以降の複数点火の桑備として。
初回目の点火時期であるレジスタAの値をADVWKに
記憶させ(ステップ76)、第2回目以降の複数点火の
回数を示すADVONTO値を°°0″にクリアする(
ステップ77)。
次に、第16図のフローチャートに示す手順で。
第2回目以降の複数点火の点火回数ADVCを演算する
。第16図において、第15図のステップ64で用いた
バッテリ電圧VBと機関回転数Nから求めた通電角DW
LT)EGを汎用レジスタBにロードしくステップ81
)、これに非通電角γを加えて。
点火間MW l)を求める(ステップ82)。
非通電角γの具体的な値は次のようにして決める。点火
コイル17の2次コイルに誘導される電流の応答遅れを
保障するため、1次コイルの非通電時間は約0.5ms
を確保する必要がある。アイドル回転数を60Orpm
とすると、1ml当たりの回転角は3.6 (deg/
 ms )であるので。
γ= 3.6 (deg/ms ) X O,5(ms
 )= 1.8゜であり、余裕をとってγ=2°程度と
する。
次に、汎用レジスタAに70c上死点を表わす)をロー
ドしくステップ83)、この70から、第15図のステ
ップ63で求めた基本点火進角値TADVの値を減算し
くステップ84)、これを点火間隔δを示す汎用レジス
タBの値で割る(ステップ85)。ステップ85はバッ
テリ電圧VBを考慮して、最終回目の点火時期が上死点
を越えない範囲にある複数点火の点火回数ADVOを求
めるもので。
AT)V=[7o−TADV)/δ) となる。但し、〔〕はガウス記号を示し、〔〕内の値を
越えない最大の整数を示し1通常は1〜3の範囲にある
が、運転条件によりまれには0となることもある。汎用
レジスタAの値をADVOに記憶しくステップ86)、
汎用レジスタAの値が0か否かをチェックしくステップ
87)、A\0であれば、外部割込マスクを解除する(
ステップ88)。
後述するように、第2回目以降の点火は1点火時の点火
時期制御IGN OUT信号の立下りによる外部割込処
理で行われるが、外部割込をマスク(禁止)するのは、
何らかの雑音によって点火制御が乱されるのを防ぐため
である。従って、ステップ88で外部割込マスクを解除
するのは、外部割込処理が可能な状態にすることを意味
する。ステップ87でA=Oの時は、2回目以降の点火
は不可能であるので、不必要な外部割込処理を止め、複
数点火を行わないようにする。そのため外部割込はマス
ク(禁止)したままとして処理を終る。
機関の回転に伴ない、クランク角位置θが通電開始角D
WELLに一致すると点火コイルの1次電流の通電が開
始され9次いでクランク角位置θが点火進角値ADVに
・一致すると点火が行われる。
この初回目の点火時期ADVは、前回の点火サイクルで
着火した場合はαだけ進角され、失火した場合はβだけ
遅角され、MBT点近傍にフィードバック制御されるこ
とは前述した通りである。
上記初回目の点火の点火時のIGN OUT信号によっ
て、CPU20に外部割込信号が人力され、この外部割
込(B号により第17図に示す第2回目以降の複数点火
プログラムが実行される。
第17図において、外部割込信号によって第2回目以降
の点火回数を表わすADVONTが3と比較され(ステ
ップ91)、3以上であれば処理を終る。これは第16
図に示すようにして求めたバッテリ電圧VBに応じた点
火回数ADVOの値の如何に拘らず、第2回目以降の点
火回数を3回までとすることを意味する。ADVONT
=0.1または2の時は、第15図のステップ76によ
る前回の点火時期を表わすADVWKの値が汎用レジス
タAにロードされ(ステップ92)、かっこのびL用し
ジスタAの値が汎用レジスタBにもロードされる−(ス
テップ93)。汎用レジスタBの値に非通電角γが加え
られて、前回の点火時期よりγ0遅れた次の点火のため
の通電開始角が演算され(ステップ94)l 次いで汎
用レジスタAの値に点火間隔δ0が加えられて、前回の
点火時期よりδ0遅れた次゛の点火時期が演算される(
ステップ95)。
次1ユ、汎用ッジスタの値をADVWKに記憶させ(ス
テ77’96 )、ADVONT がADVCの値1’
4しいか否かをチェックする(ステップ97)。
ADVONT=ADVCの場合は外部割込をマスクし。
以後に雑音等の影響による外部割込で点火が行われてし
まうことを防止する(ステップ98)。次に、今回の点
火時期を表わす汎用レジスタAの値がADVレジスタに
2通電開始角を表わすぴL用しジスタBの値がDWEL
Lレジスタに、それぞれ記憶され(ステップ99.10
0 ) ; 次いでADVONTの値が++ I ++
だけ増加されて(ステップ1o1)処理を終る。
第17図のフローチャートは、第15図により決められ
た初回目のMBT点付近にフィードバック制御された点
火時期に点火が行われた後、(この時Al)VONT 
= 0 )、点火信号を外部割込信号として、ステップ
94および95において第2回目の点火の通電開始角(
γ0遅角される)と点火進角値(δ0遅角される)が演
算され、(ADVcNT=1となり)1機関の回転に伴
なって通電が開始されかつ第2回目の点火が行われ、こ
の点火信号を外部割込信号として、同様に第3回目の通
電開始角(第2回目の点火時期からγ0遅角される)と
点火進角値(第2回目の点火時期からさらにδ0遅角さ
れる)が演算され、このようにしてバッテリ電圧VBの
大きさに応じて得られた複数回(ADVO+1)の点火
が行われる。
(発明の効果) 以上説明したように、この発明によれば、アイドリング
運転時に9機関回転速度Nが最大になるクランク角位置
θNmaXまたは機関回転加速度dN/diが最大とな
るクランク角位置θ(dN/dt)maxの大きさによ
って機関が着火したか失火したかを判定し1着火した場
合には点火時期を進角しかつ失火した場合には遅角させ
て、同一点火サイクル内で同一気筒についての複数の点
火の初回l]をMBT点近傍にフィードバック制御し、
さらに第2回目以降の点火をバッテリ電圧VBを考慮し
た点火間隔で充分な点火エネルギを確保しながら最終回
目の点火時期が圧縮上死点を越えない範囲で複数回行わ
せるようにしたことにより、万−初回層の点火が失火し
た場合にも第2回目以降で確実に着火させることにより
、アイドリンク時の燃費特性、排気特性1回転安定性な
どを改善できるという効果が得られる。
本発明による実験によれば、アイドリング運転において
同一吸入空気流量かつ同一空燃比において2本発明装置
による方が従来装置による場合よりも50〜200rp
m(機関により異なる)のアイドリンク回転数上昇が得
られ、非常に顕著な効果が認められた。これは、同一回
転数を維持するのに必要な吸入空気流砒と燃料量が約2
0%’a」−減少することを意味しており、しかも回転
安定度、排気性能ともに従来装置よりも改善されている
。特にスワール流(気筒内の渦)のある機関の場合は。
さらに火炎面の移動を補う形で着火が行われ、燃焼速度
が向上することにより、さらに燃焼を改善できるという
効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の内燃機関の点火時期制御装置におけるア
イドリング時の点火進角値の特性図、第2図は同従来装
置における非アイドリング時の点火進角値の特性図、第
3図は点火進角値と発生トルクの一般的関係を示す特性
図、第4図は点火進角値と燃料消費率の一般的関係を示
す特性図、第5図はこの発明に係る内燃機関の点火時期
制御装置の構成図、第6図は第5図のコントロールユニ
ットの構成図、第7図は第6図の入出力インタフェース
演算タイマ回路の主要部を示す構成図、第8図は気筒内
圧力と機関回転速度と機関回転加速度の波形図、第9図
は点火進角値とθNmaxの関係を示す特性図、第1O
図は点火進角値とθ(dN/clt)・axの関係を示
す特性図、第11図はこの発明の装置の主要信号のタイ
ムチャート、第12図はθNmayを計測する回転変動
計測プログラムの動作を説明するフローチャート、第1
3図はθ(dN/clt)maxを計測する回転変動計
測プログラムの動作を説明するフローチャート、第14
図はこの発明の装置による点火時期制御信号の波形図、
第15図は点火時期フィードバック制御プログラムの動
作を説明するフローチャート、第16図は点火間隔と点
火回数を演算するプログラムの動作を説明するフローチ
ャート、第17図は複数点火プログラムの動作を説明す
るフローチャートである。 l・・・クランク角センサ、  2・・・ディストリビ
ュータ、  4・・・点火栓、  6・・・スロットル
バルブスイッチ、  10・・・バッテリ、  15・
・・コントロールユニット、  16・・・パワートラ
ンジスタ、17・・・点火コイル、  19・・・入力
インタフェース回路。 20・・CPU、   21・・・メモリ、  22・
・・演算タイマ回路、  23・・出力インタフェース
回路。 28・・・RAM、   32・・・マルチプレクサ、
33・・・AD変換回路、  34・・・ディジタル入
出力回路。 35・・・回転角度カウンタ回路、  36・・・回転
速度計測回路、  37・・・割込制御回路、  38
・・・IGNパルス回路、   REF、、基準信号、
   POS・・・1゜信号、   IDLE・0.ア
イドリング信号、VB・・・バッテリ電圧信号、   
IGNOUT・・・点火時期制御信号。 N・・・機関回転速度、   ADV・・・点火進角値
、  θ・・クランク角位置、  olJmaX・・・
機関回転速度が最大となるクランク角位置、  θ(d
N/dt)max・・・機関回転加速度が最大となるク
ランク角位置。 特許出願人 日産自動車株式会社 特許出願代理人 弁理士 山 本 恵 − 幕/図 幕2凹 幕3図 点火、ii%Q  ADV (aBTDC)#4 区 、点火Q*イI ADV (’BTDC)秦7I21 尾8図 クランク鼾笹10 4ξ10 図 奉12図 #/4図 −BTDCTDCATDC−

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 機関がアイドリンク状態か否かを検出する手段と、クラ
    ンク角位置θを検出する手段と1機関回転速度Nを所定
    周期毎に計測する手段と1点火サイクル毎に機関回転速
    度が最大と々るクランク角位置θHmaxまたは機関回
    転加速度が最大となるクランク角位置θ(dN/a t
    )maxを訓測する手段と、該θNmaXまたは該θ(
    dN、/dt)mayの大きさに枯づいて機関が着火I
    −だか失火したかを判定し1着火した時には同一点火サ
    イクル内の初回目の点火の点火進角値AI)Vを進角さ
    せ、かつ失火した時には該同1一点火サイクル内のW回
    目の点火の点火進角値ADVを遅角させるように初回目
    の点火進角値AI)V−を演算し出力する手段と、同一
    点火サイクル内で各気筒につき第2回目以降の9数の点
    火時期をバッテリ電圧VBの大きさに応じて最終回目の
    点火時期が該気筒の圧縮上死点を越えない範囲内で演算
    し出力する手段とから構成され、アイドリンク時の各気
    筒の同一点火サイクル内の初回目の点火時期がM]3T
    点近傍にあるようにフィードバック制御シフ、かつ同一
    点火サイクル内で各気筒につき可変回数の接散の点火を
    行なう内燃機関の点火時期制御装置。
JP57129698A 1982-07-27 1982-07-27 内燃機関の点火時期制御装置 Pending JPS5920566A (ja)

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ID=15015978

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6483822A (en) * 1987-09-25 1989-03-29 Mazda Motor Control device for engine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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