JPS597778A - 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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JPS597778A
JPS597778A JP57115502A JP11550282A JPS597778A JP S597778 A JPS597778 A JP S597778A JP 57115502 A JP57115502 A JP 57115502A JP 11550282 A JP11550282 A JP 11550282A JP S597778 A JPS597778 A JP S597778A
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JP
Japan
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ignition timing
cylinder
engine
crank angle
value
Prior art date
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Pending
Application number
JP57115502A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Yamaguchi
博司 山口
Hiroshi Miwakeichi
三分一 寛
Kuniaki Sawamoto
沢本 国章
Tatsuro Morita
森田 達郎
Satoru Takizawa
瀧澤 哲
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS597778A publication Critical patent/JPS597778A/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F02P5/1455Advancing 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 by using a second control of the closed loop type
    • 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
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)

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、内燃機関の点火時期制御装置に関する。
従来の内燃機関の点火時期制御装置としては、例えば第
1図に示すようなものがある。図において、機関のクラ
ンク軸の基準位置および角度を検出するクランク角セン
サ1、機関への1回転当たりの吸入空気fN t Qを
検出するエアフローメータ2、機関のスロットルバルブ
が全閉であるか否かを検出するスロットルバルブ全閉検
出スイッチ3からの各信号は制御回路4に入力される。
制御回路4はCPU S、ROM6、RAM?、入出力
制御回路8等で構成され、前記各入力信号に基づいて演
算制御した点火信号を点火時期信号出力端子9からトラ
ンジスタ10へ出力する。そして該トランジスタ10に
よって増幅した点火信号を点火コイル11に供給し、該
コイル11の二次側に発生する高圧パルスを分配器12
を介して各気筒の点火栓13に供給して点火栓13にス
パークを発生させて点火させる。
ここで制御回路4における点火時期制御は、第2図に示
すフローチャートに従って次のように行われる。同図に
おいて、先ず、スロットルバルブ全閉検出スイッチ3に
よって、スロットルバルブが全閉であるか否かを検出し
くステップ】5)、全閉(すなわちアイドリンク運転)
の場合には、クランク軸の基準位置およびクランク角セ
ンサ1の検出信号から得られる機関回転数Nに基づいて
、第3図に示す特性Iを検索しくステップ】6)、点火
時期(進角値)A信号を出力する(ステップ18)。ス
ロットルバルブが全閉でない場合には、上記機関回転数
Nとエア70−メータの検出信号から得られる吸入空気
流量Qに基づいて、第4図に示す特性■を検索し7(ス
テップ17)、点火時期(進角値)大信号を出力する(
ステップ18)。
これによって点火時期を適正に制御して、燃料消費、運
転性、排気性能婢について充分な性能を得ることを狙っ
ている。
しかしながら、このような従来の内燃機関の点火時期制
御装置にあっては、実質的に機関回転数Nと吸入空気流
量Qだけに基づいて点火時期を決定するものとなってい
るため、機関の製造上のバラツキや経時変化に対して、
必ずしも最適な点火時期に制御されず機関に要求される
特性を満足させることに対応できないという問題点があ
った。
本発明は、このような従来の問題点に着目して(3) なされたもので、機関の各気筒の筒内圧力を検出し、こ
の検出値を用いて点火時期を補正制御することにより、
上記問題点を解決することを目的としている。
以下に本発明全図面に基づいて説明する。
第5図は、4気筒内燃機関に適用した本発明の一実施例
を示すブロック図である。同図において、機関の各気筒
には夫々筒内圧力P’に検出する圧力センサ20〜23
を設ける。該圧カセンザ20〜23は例えば点火栓の座
金として圧電素子を用いたものなどが使用される。又、
前記従来例同様のクランク角センサ1及びエアフローノ
ー12t−設ける。
マルチプレクサ24はクランク角位置θによっていずれ
かの圧力センサを選択し、選択された圧力センサからの
信号を出力する。A/D K換器25は、マルチプレク
サ24により選択された圧カセンザが出力する筒内圧力
Pのアナログ値を、クランク角1°毎にテイジタル値に
変換する。パルスカウンタ26は、上述のクランク角セ
ンサ1からの(4) クランク角度18号をカウントして、機関回転数Nを出
力する。A/1)f換器27はエア70−メータ2が出
力する機関1回転尚たりの吸入空気流量Qのアナログ値
に7−イジタル値に変換する。
演算回路A2Bはlトカヒンザ20〜23からの筒内圧
力Pとクランク角センサ1からのクランク角位置0に基
づいて、筒内圧力Pが最大となった時のクランク角位置
θptnlhXを開側し出力する。メモIJ A 2 
Bは、上記演算回路A2Bからu1力されるopmaX
の値を記憶する。opmaXの値は1番気筒(i−1〜
4)毎に現在から過去のnサイクル(n=4〜32)に
ついての各値(θpmax ) i nが、メモIJ 
A 29の該尚するアドレスに記憶される。
演算回路830は点火時期A′ヲ演算し出力する。
すなわち、演算回路B30は先ず、従来と同様に前述し
た特性■(第3図)または特性■(第4図)に従って点
火時期At−演算する。次に彼達するメモIJ B 3
1から点火時期A′を読み出す。
このA′は、その時点でθpmaxを演算した気筒の点
火時期が記憶されている(第13図参照)。点火時期A
′は上死点前の角度であり、opmaXは上死点後の角
度であるからA′十〇pmax=Xは点火からoptn
axまでの角度を示す。このXを演算し、X≦r)(所
定値)か否かを検出しX≦Dならば点火時期の補正値α
をα−α+β(βは所定値でクランク角にして5°程度
)とし実際の点火時期A’ i A’= A+αとして
メモリ31へ出力する。又、X>Dの時はメモリA29
から(θpmax)inのテータ會読み出し、1番気筒
のnサイクルの平均値(opmaX ) i凱 の最大のものと最小のものとを取り除き、残りものの平
均値θMを求める。そしてこの平均値θMに基づいて点
火時期の補正値αを求め、これを上述した点火時期Aに
加え、実際の点火時期A′をA’= A+α  ・・・
(2) で求め、出力する。メモIJ B 31 U上記A’ 
k 記憶する。演算回路B30はさらに、各気筒の圧縮
上死点前(BTDC) 7000時期にメモリB31か
ら点火時期A′のチー zを得て、70−A’を演舞ル
、この値を点火時期制御回路32のレジスタ33へ転送
する。
第6図は点火時期制御回路32の詳細を示し、33は演
算回路B30から転送される点火時期A′の値を一時格
納するレジスタ、34はパルスカウンタで、レジスタ3
3へのテークの転送の度毎にリセットされ、かつ】0伯
号をカウントする。35は比較器で、レジスタ33の値
とパルスカウンタ34の値の比較結果により点火信号を
出力する。
10はトランジスタ、11は点火コイル、12は分配器
、13は点火栓であり前記点火信号に応じて点火栓13
を所定の点火時期に点火させることは従来と同様である
次に本実施例装置の一連の動作を説明する。
クランク角センザ1は、8147図に示すような1番気
筒の圧縮上死点毎の基準信号(a)とクランク角】0毎
の信号(b)を発生する。
第8図のフローチャートにおいて、演算回路A(7) 28は上記クランク角センザ1からの信号を入力して、
クランク角位置θ全判別しくステップ40)、θ−06
〜60°である時は1番気筒の、θ−180゜〜240
°である時は3番気筒の、θ−360°〜420°であ
る時は4番気筒の、θ=540°〜600゜である時は
2番気筒のそれぞれ圧カセンザが検出する筒内圧力Pを
、マルテブレクザ24を切り換えることにより選択して
出力させ(ステップ41〜44)、A/D変換器25に
よりクランク角1゜毎にテイジタル値に変換する(ステ
ップ45)(第9図参照)。さらに、演算回路28はス
テップ46で再ひθ全判別し、θ−60°塘たは240
0または420°または600°と判定すると、A/D
変換器25にその判定信号を出力してA/D変換を終了
させると共に、各気筒毎のそのサイクル(1毎発)分の
筒内圧力が最大でおっfc時のクランク角位置(θpm
ax)inを計測し、これをメモリA2Bの該当するア
ドレスに記憶する(ステップ47)。
一方、第10図のフローチャートにおいて、演(8) 算回路B30は、パルスカウンタ26からの機関回転数
N信号とA/D変換器2Tからの吸入空気流iQ倍信号
および図示しない水温センサからの機関の冷却水温度4
8号等)を読み取り、従来と同様に特性I(第3図)ま
たは特性n(第4図)に基づいて点火時期Aを演算する
(ステップ50)。
次に、メモリ31に記憶されているA′とθpmaxと
を加算してX = A’ −1−OpmaXとLXが所
定値り以下か否かを判定する。そして、X≦Dの場合は
α=α→−β(βζ5°)とし7てステツノ54へ進む
。これは第14図に示す上りに、Xは点火時期が所定値
以上に遅れたn[で、@、激に減少するが、このように
点火時期が極端におくれた時にはOpmaXが小さな値
となり後述するX)Dの場合と同様にθpmaxだけで
制御を行うと点火時期はさらに遅れる方向に制御されて
θpmaxが燃費最良点でおるθTから遠ざかり、pm
aXも&口5図に示すように著しく低下して遂には失火
に至るという本来の目的と逆行した制御が行なわれてし
まう為である。この場合本発明ではXが急激に低下して
X≦Dとなる時にはα−α+β として点火時期を進め
るように制御しているため上記逆制御を防止できるので
ある。
一方、X>Dの場合はメモリA29に記憶されている1
番気筒の第nサイクルの筒内圧力が最大でおったクラン
ク角位置(θpmax)in を読み出し、前述の(1
1式に従って1〜4番気筒のnサイクルの平均値(θp
max)t+ (θpmax)2. (θpmax)p
+ (θpmax ) 11を演算する(ステップ51
)。次いで、その(θpmax)1〜(θpmax)q
のうちから最大のものと最小のものを取り除き、残りの
2つのものの平均値θM’fr求める(ステップ52)
第11図に示すように、一般に、気筒内圧力が最大とな
るクランク角位置θpmaxが所定位置θTにある時に
、燃費が最良になり、点火時期がそれより進んでも遅れ
ても燃費は悪くなる。そこで、このθTとθTに対して
±4°のクランク角位置を基準に選び、上述の平均値θ
Mと比較して、点火時期Aの補正値αを演算する。すな
わち、(1)  θM≧θτ+4の時、 α=α+2  ・・・(3) 叩 θ・1・〈θM〈θ・r+4の時、α=α+1  
 ・・・ (4) (lli)  θM−θTの時、 α=α      ・・・ (5) Qφ θT−4くθM〈θTの時、 α−α−1・・・ (6) (V)  θM≦θT−4の時、 α−α−2・・・ (力 とする(第10図ステップ53)。
なお実験によれば、θTの値は機関の種類によって異な
るが、特定の機種については、10〜20゜ATDCの
範囲内で一定の値を示す。
次に演算回路830は前述の(2)式に従って実際の点
火時期A′ヲ演算しくステップ54)、この値A′ヲメ
モυB31に6己憶する(ステップ55)。
さらに演算回路B30は、各気筒の圧縮上死点前70°
の時期に、メモリB31から上述の点火時期A′の値を
読み出して、70°−A′を演算し、この値を点火時期
制御回路32のレジスタ33に転送する。
点火時期制御回路32の作用を@12図のタイミングチ
ャートをも参照して説明すると、各気筒の圧縮上死点前
70°の時期に、点火時期A′の値がレジスタ33に転
送されると、パルスカウンタ34は“0″にリセットさ
れ、パルスカウンタ34はその直後からクランク角位置
θの1°伯号のカウントを開始する。そしてレジスタ3
3の値トパルスカウンタ34の値が尋しくなった所で、
比較器35の出力がオフとなってトランジスタ10をオ
フにし、点火コイル11および分配器12を介して、所
定の気筒の点火栓13にスパークを飛ばし、その気筒を
点火させる。
このようにすれば、X≦Dの場合はα=α+βとして点
火時期A′を進めることにより逆制御全防止し、又、X
)Dの場合は各気筒について計測・演算された筒内圧力
が最大となったクランク角位置の平均値θMを求め、骸
平均値θMが、燃費が最良となる所定値θTおよびθ1
・±4°に対してどの位置にあるかに厄じて、補正値α
および点火時期A′を演算し、点火時期を適切に調整す
るようにしているため、燃費をほぼ常時最良となるよう
に制御することができるのである。
なお、上記平均値θMの求め方は、一般に、l気筒機関
についてi個の平均値(θpmax)iのうち、最大値
側からX個、最小値側からy個のものを取り除き、残り
のものの平均をとってθMを得るようにする。これはi
個の(θpmax ) iの単純平均を求めるよりも、
最大値と最小値を除外して平均値を求める方が、気筒間
のバラツキの影響を取り除いて、より適切な平均値θM
が得られ、これによりより正確な制御ができるためであ
る。Xとyの具体的な数値としては、例示した4気筒機
関ではX ”” y= 1 +また6気筒機関ではx=
 y=2程厩がそれぞれ適当である。
以上説明したように、本発明によれば、機関の各気筒の
気筒内圧力が最大となったクランク角付置θpmaxを
開側すると共に、点火時期A′からapmaXまでのク
ランク角Hxを求め、これらX及びopmaXに基づい
て、点火時期を補正する構成としたため、機関の製造上
のバラツキ特性の経時変化に影響されることなく機関を
常に最適点火時期に制御でき、燃費等運転性能を高める
ことができるものである。
【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の一例の構
成図、第2図は第1図の装置の動作を示すフローチャー
ト、第3図は第1図の装置におけるアイドリンク運転時
の点火時期の特性図、第4図は第1図の装置における通
常運転時の点火時期の特性図、第5図はこの発明による
内燃機関の点火時期制御装置の一実施例のブロック図、
第6図は第5図の点火時期制御装置の詳Mjiを示す構
成図、第7図は機関のクランク軸の基準位置と角度の検
出信号の波形図、第8図は第5図の演算回路Aにおいて
実行される動作を示すフローチャート、第9図は第8図
の動作を説明するタイミングチャート、第10図は第5
図の演算回路Bにおいて実行される動作を示すフローチ
ャート、第11図はθpmaxと点火時期および燃費と
の関係を示す特性図、第12図は第6図の点火時期制御
装置の動作を説明するタイミングチャート、第13図は
サイクル全体の各動作を示すタイミングチャート、第1
4図(4)、(B)は夫々点火時期(BTDC)に対す
る。pmaX及びXの特性を示す線図、m15図(A)
、(B)は夫々第14図(4)のA部分と8部分におけ
る燃焼圧力特性をボす線図である。 1・・・クランク角七ンサ  2・・・エア70−メー
タ  10・・・トプンジスタ  11・・・点火コイ
ル12・・・分配器  13・・・点火栓  20〜2
3・・・圧力検出器  24・・・マルチプレクサ  
28・・・演算回路A   2B・・・メモIJA  
 30・・・演算lu路B   31・・・メモIJB
   32・・・点火時期制御回路  33・・・レジ
スタ  34・・・パルスカウンタ  35・・・比較
器  ^、A′・・・点火時期  N・・・機関回転数
  P・・・気筒内圧力  Q・・・吸入空気流量  
α・・・補正値  θ・・・クランク角位置θpmax
・・・気筒内圧力が最大となったクランク角位置  0
M・・・θpmaxの平均値  θ1・・・・θpma
xの所定値 特許出願人  日産自動車株式会社 代理人 弁理士  笹  島  富 二雄(15) 第1図 第11図 0       θT

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 機関の筒内圧力に相関する値を検出する手段と、機関の
    クランク角位置を検出する手段と、これら検出手段の検
    出結果に基づいて筒内圧力が最大となった時のクランク
    角位置opmaX  を計測する手段と、同一サイクル
    における点火時期A′から前記クランク角位置θpma
    Xまでのクランク角度Xt−演算する手段と、これらク
    ランク角度X及びクランク角位置optnaXに基づい
    て点火時期を補正制御する手段と、を設けて構成したこ
    とを特徴とする内燃機関の点火時期制御装置。
JP57115502A 1982-07-05 1982-07-05 内燃機関の点火時期制御装置 Pending JPS597778A (ja)

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