JPS5932671A - 内燃機関の点火時期制御装置 - Google Patents

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】

本発明は、失火限界近傍の希薄空燃比を制御する内燃機
関における点火時期制御装Ｍに関する。 理論空燃比（約１４５）よりも希薄（リーン）側にする
とガ！；焼効率が向」ニして、燃料消費率が良くなるこ
とが知られている１、また、このようなり一ン空燃比領
域では１機関より４フ１出さノ１．る窒素酸化物（ＮＯ
Ｘ）も減少することが知らｉｌている。 一方、このようなリーン空燃比においては、空燃比に対
する要求点火時期の感度が高く　（例えば空１．乙比が
１変化すると、要求点火時期（１３〜６゜変化する）２
その為、空燃比と点火時期を、常に適正値に制御１〜で
おく必要がある。 そこで、従来、このような希薄燃焼内燃機関においては
、排気ガス中の成分濃度から空燃比を正確に検出するセ
ンサ（所謂リーンセンｙ）からの信号によって１機関運
転中の空燃比を感知］〜て。 燃料噴射量をフィードバック制御することにより。 常に所定の？、？燃ｆ：Ｉ；　Ｋなるよう制御し２てい
る。 しかしながら、かかる空燃比フィードバックによる制御
では、燃料噴射弁からの燃料の輸送遅Ｊｚ。 管壁付着等により制御遅れが大きい。？？燃比ばそのと
きのエンジン運転Ｓ（！１．　ｆ例メ−ばエンジン回転
数と吸気管圧力の組合せ）に応じて点火時期と一義的、
を対応関係をｐつ。そのため穿燃比が１」標値２・ら外
れることにより１点火１１．′ｆｆＪｔ’］　／バザ求
から外れた′伏態（過進角あるいは過遅角）で運転さｉ
することになり、結果と１７で運転性、：■−ミッショ
ン、燃費の悪化を招く。 かかる従来技術の欠点に鑑み２本発明でｋｌ空燃比Ｃ７
）ずハフがあっても空燃１ヒと点火時Ｊｔｌｌとの最適
関係へ・常時維持できるようにする技術へ・提供するこ
とを目的とする。この目的を′達成するプとめＡＮ発明
にあっで（１空燃比が設定値よりずｈた場合に燃１）１
’ｒ（射址、即ら空燃比は制御ぜず、その代りに点火ｉ
ｉ；＋Ｆ期を最適（＋ｔｉとなるようにフィードバック
制陣している。そのため常時現実の空燃比に適合した点
火時１ｔＪ）で点火を行うことができる。点火時期の制
御は空燃比の制御と較べ遅り、要因がないことから。 迅速制御が実現し７運転性、エミッション、燃費の向上
を図ることができる。 以下図面に２１′：っ−で＊発明を説明ずノ１、げ、１
０ｒよスｒｊソトル弁であり、その下流に−リーンタン
ク１２が設けらノＬる。−リージクノク１２から（７，
）吸入空気は燃ｔ１噴射弁１４からの燃料とともに燃焼
室ｊ６に導入さノ１之）。、ｌ、Ｑ焼室ｌＧ１１１・ｒ
点火栓１８が設ν）う；ｂ、　、　　ヒス）・ン２０の
所定クランク角度位置において火花を形成１−７１点火
な行う。牛じ、た排急ガンは排気マニホルド２２に取出
さＩ）、る。 ２４　ｋｌ：圧力センサーぐあり吸気管山の絶対圧カを
検知し、その検知信号を線２６Ｑ介１７制６０１回路２
８に印加−Ｊ−：ｚ−、。３０はクランク角十ンーリ“
であＪ）、クランク軸３２のＩＮＪ転に応じｆｒ−イム
月イ（−・線３３イビ介（−７制御回路２Ｂに送り込む
。３４はいわゆる肝−ンセンザと称さ〕１．るタイプの
空燃比−１−ン・す１゛あり。 理論空燃比（１４５付近）より犬きｂ空燃ト１膏７：、
（（ｐζじた信号シシ糾３６を介して制御回路２）３に
印加する。 制御回路２８は、上記各センサ２４．　３０゜３４から
のイハ月に応じて点火（’１８−＼の作動信号を線４０
を介し出力ｊ−Ｊ　討算さｉしたクランク角装置おいで
点火作動ろで行り。制御回路２８は；燃料噴射弁１４、
及びそ（７）他の図示しない：「ンジン作＃＋制御部（
ｊ゛の駆動信号σ）形成を行うが２本発明と直接関係Ｌ
Ｊ、いことから説明は省略−しる。 制御［１１路２８のブロックダイヤゲラムシ・示す第２
図において、圧力センサ２４及びリーンセンせ：（４か
ｒ、の化上は本発明と直接１ツ！係１−７ない４＝め図
示し力い他Ｃ“〕゛アアナグセンナから（７）　Ｇ号と
共してア〕脂１グーニア　、Ｉ＋・ヂブレクザを含むＡ
／Ｄ牙２下換器４０　に送り込−ｔｉ］る。、　Ａ、、
’Ｄ変換器４０において、　こノＩＩ−，の７（力電圧
は、所Ｗの変換周期で順ＩＩ＜　２　、；Ｉ！’、信号
に変換さｈ之）。 クランク角七ン′す３０からの所定クジンク角毎の角度
位置（ｆｉ月は、速度信号形成１１１路４２Ｂ（−送り
込−まえｌ、　９らに、クランク角同期割込み信号とＬ
２て中央処理装置（ＣＰｔＪ）４４に送１）込耐れる。 この速度信−号形成回路、ｉ２ｔ、Ｊ：、所定クランク
角毎の上述のイ３１３によって開閉制御されるゲー　Ｉ
−と４　このゲー　１・を通過→゛るクロック発生回路
４６からＣ〕クロックパルスの数を刑数寸Ｚ７カウンタ
とろ−・グｊｈＸており１機関の回転速度に応じた値を
有する２１ｔの速度信号を形成する。ｋ」、？、速度ｆ
＝号影形成回路２を設けずＣＰＵ４４内でンフトウゴニ
ア（・て、ｔり速度信号へ・形成シ１．でも白い０、 ＣＰＵ４４内らバス・１８を介［７出力ボート５０に点
火信号かＪジ、庁−られる。すると、駆動回路５２は点
ｌ）（栓１Ｂへ、の作動イ：ｇ−けを後述の如＜ｎｆ３
１さ）］５．乙クランクｍ度位前で生ずる３、 Ａ／ｐ変換器４０１　速度信号形成回路、１２．及び出
カポ−・ト５０？、Ｊ：マ・ｆりｒ７ゴンピー、−夕の
名措成要斗トであるところの、　　Ｃ）ンＵ　４４．　
　ｌルードクシンリメｅす（Ｒｏ■Ｄ　５４．　　ラン
ダノ、ブクーヒスメモリ（ＲＡｆｖ？　＞５６、及びり
ｎ、Ｉ　；ｌり発生回路４４６にバス・１８を介して接
続きＪｌ、２　　こ、のバス４８を刀１〜で人出力デー
タの転送な行う。 次Ｖｌ’−１述・７）マイクロコンビ）−タシスデム’
、ｆ　、Ｆｉｌｌｌ）で行う本発明の点火［’＜１期制
御につい−ｃハ）紡Ｉ］すＺ）。 １　　　　　　　この点火時期制御はＲＯＭ５４に格納
したプロゲラ□　　　　　　　　ノ、に従って行われる
が、これを説明するに先立つ□ １　　　　　　　で本発明の点火時期制御の考え方を説
明する。先ず第３図にｌ″ｉ箱ｕｆ　）ｆａ焼機関にお
けるエンジンの回転数Ｎ及びエンジンの負荷を代表する
吸気圧カニ）に対する空燃比の目標ｆＩｕのマツプが、
甘た。第４図には同様な変数１１’、Ｈに対する点火時
期の目標１　　　　　　　値のマツプがし１示される。 エンジンの運転中にそ１　　　　　　　のときのＮ、１
）の組合せ（例えばＮ、り、）が検知されこノ１．に対
応した空燃比のｌ」標値λ１．　点火時期の目標値θ１
が演ｑさノする。従来は、空燃比の目標値λ１とリーン
センサによる実測値λ、にずＪｔがあ−・たときそのず
り、分だけ燃料噴射爪を変化させ空燃比を目標値λ１に
合ぜるまうなフィードバックｊｔｉ制御を行ってい／こ
。こ１１に対し述発明では空燃比の目標値λ、と実測値
λ、とのずれ分だけ点１　　　　　　　火時期を修正す
るようフィードバックを行っている。これを第５図で訝
、明すノ１．ば、空燃比と要求点火１丁、１期との開に
おいては１回転数及び吸気圧力で□　　　　　　　定ま
２）運転条件を固定すればｔｌの如き一定の関係がある
。寸だ、運転条件を変えｈばｔ、の様になる。名運転状
態でこれらの関係をマツプ化

【〜でおき、空燃比がλ１
からλ、に代った」ノ５）合の要求点火時期の修正量を
そのようなマツプから求めることも勿論可能である。［
，２かし１本発明の実施例では　　　　　　　　□第５
図の運転条件毎のグラフｔｌｌｔ、において。 空燃比の変化に対する要求進角の変化がエンジン運転条
件が変ってもほとんど変化しないととに着　　　　　　
　・：■ 旧〜、各運転条件において−っのグラフ（例えば　　　
　　　　　□／−１）を使用するようにり、でいる。即
ち、空燃比が例えばλ１からλ２にずれた場合を考える
と、要求　　　　　　　　１点火時期の絶対値はエンジ
ン運転条件に応じ変化する。し７か（−４点火時期の変
化ｆｆｌでみればＮ、、１？。 の運転条件で（はΔθ、であり、一方ｒ　Ｎｌ＋　Ｐ２
の運　　　　　　　■転条件ではΔθ２であり、　これ
らは両者はぼ変化しないと考えてよい。そこで、一つの
運転条件における空燃比と要求点火時期の関係ｔ、ｂ・
マツプ　　　　　　　　：１化し７ておくことによりエ
ンジンの各々の運転条件シ□での空燃比の設定値及び実
測値よりそのときの点　　　　　　　１：□■ 火時期のイ（へ正量を泪算できる。ぞのイ（（正−Ｍを
Ｎ及　　　　　　　：、：び１〕よυｎ１ｎさｈる点火
時期に加算し７．こり、によって点火を’？−＋’つ。 その結果、エンジンは実測され、′り空燃比に合った点
火時期で駆動さｉることにカリ、その結！Ｐた−とえ実
測空燃ルが目標空燃比に合１　　　　　　　　　　　　
　−９５．、：いウ　〈−、：　イ、　、Ｊ　ＩＥ　１
１上、　　、　オ　７　ッ５．２　リ頴３．１．。１上
を図７．）ことができる。 以−１一本発明におけ２）基本的な考え方を説１）Ｑ　
ｌ、たのでＬ！：Ｌ下フｊ、ｆｆ　・−チャートによっ
て詳細に説明する。 １　　　　　　第６図はメインルーチンにおける点火時
期の補正且の演算６．・示す部分を示−才−もので、先
ずス５づノブ８０に４１・いてＣＰＵ４４はＲＡ、Ｍ　
５６から回転速度Ｎを表わすデータを取込み、８】にお
いて吸気管圧力Ｐ　’Ｊ：表わすデータなＲＡ、Ｍ　５
６から取込む。　次の８２のステップではこれら検出さ
ハたＮ、Ｐの一つの組合ぜ（例えば歯、Ｐ、）に対応す
る目標イ毘が・′（比λ１の値をＲＯＭ５４に格納１−
た第３関のマツプより唱算す２）。引続いて、　　ＣＰ
Ｕ　４４　ハｆ’ｌ　３　ノスデソブでは目標空ｅ比λ
、に対応する。Ｑ大面４［Ｊ１θ１′の値をＲＯＭに格
納しρ：第５［ン１の４１のマソブプハら計算ずイ・。 ここに１　は第５図のマツプより計算されたデータであ
ることを示す。次の８４（７−）Ｘｆ　ｙ７．−ｆ　Ｉ
Ｊ−ｙ−＋ｙ１．３６カ１．．ｏゆヤｋＪＬ；＆）Ｊ６
１１１　　　　　　’値λ、を取り込み、８５のステッ
プではこの空燃比の実測値λ、に対する点火時期θ２′
を第５図１゜リマノプ計算する。それか「〕８６のステ
ップで［１標空燃比λ１におりる点火］時期θ１　と１
ノ、（側突燃比λ、における要求点火時４）ｊ１θ、′
との差Δθ　イどｉ′７１′３′１１Ｌ、、８７のステ
ップでこの差ΔθをＲＡＭ５６　の所定エリヤに格納す
る。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　■□ 第７図は駆動［クランク角度によって実行さｉＬも□点
火時期演算ルーチンを示す。８７でエンジン回４ユ４８
ゆＮ　、　８８−ｅｌｌ！１ｆｉｆｆｌＪＴ。ｊ３　Ｐ
　ｔｔｉ、ｉ−＞−ｊ−アー２　　　　腰１ の取込みが行わハ恥・９０’ｌＪｉ・　′″″′榎６測
さｉ’ｔ　ｆ＝　　　　　　　　ｆＮ、Ｐの一つの組合
せに対する目標点火１１３期θ。 がＲＯＭ５４に格納される第４図のマツプより演　　　
　　　　　□算さ）１．る。（ｌ　］ではこの［］標点
火時期θ、にＲＡＭ　　　　　　　　：５６に格納され
ている。第６図のルーチンのソ、−行により得られた点
火時期の補正最Δθを力［１えたθ１＋Δθを点火時期
θとし２て計算する。９２でこの点火時期θに対応した
信叶を出力ボート５ｏに印加する。その結果このθに相
当するクランク角度のところで点火が行われる。 以上述べた如く本発明によれば空燃比が目標値よりずれ
たことをリーンセン７ザで検知り、た場合にこのずれ分
だけ点火時期を修正するようにｌ−でよい。そのため運
転性、エミノシ９ン、燃費の最適状態への制御を遅れ在
〈迅速に行うことが実現する。

【図面の簡単な説明】

ｉ’ｊ　１図は本発明の内燃機関全体図第２図は第１図
の制御回路のプロノクダイーヤグラム図 第３図か」且Ｏ１転速度、吸気管内圧力に対する空燃比
の模式マツプｔ！、７＋ 第４図は同様Ｎ、　Ｐに対する目標点火ｔｌ！ｉ’Ｊυ
１の模式マツプ図 第５図は空燃比に対する要求点火時期の模式縮図 第６図、第７Ｍは制御回路における処理ルーチンを承り
フローチャート図 １０・・・スロットル弁　　１４・・・燃料噴射弁１８
・・・点火栓　　　２４・・・吸気圧カセンザ２８・・
・制御回路　　３０・・・クランク角度センザ３４・・
・リーンセンサ ｌ痔ｒ［出願人 トコタ自１１車株式会社 Ｉ涛許出願代理人 弁理士　宵　木　　　朗 弁理士西舘オ１１之 弁理士　中　山　恭　介 弁理士　山　口　昭　之 第３回 回転数（Ｎ） 第４回 回転数

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 希薄（リーン）空燃比を使用する内燃機関において。 機関２１に転生の実際の空燃比を検知しその検知空燃比
   に応じた信号を出力する空燃比検知手段。 エンジン回転数及び吸気管圧力等のエンジン運転条件を
   検知し、その検知信号に応じた信号を出力するエンジン
   運転条件検知手段。 検知さね、る運転条件よりそのときの空燃比の目標値を
   演算する第１の演算手段。 検知さノ１．る運転条件よりそのときの基本点火時期な
   前碧する第２の演算手段 第】の演算手段により泪算され２）空燃比の目標値と空
   燃比検知手段による空燃比の実測値との差より点火時期
   の補正値を演算する第３の演算手段。 及び 基本点火時期と補正値との和とｌ〜での点火時期におい
   て点火作動を行う点火手段よυ成る点火時期制御装置。