JPS60135667A - 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】 （技術分野） 本発明は内燃機関の点火時期制御装置の改良に関する。

（技術的背景） 機関の燃焼特性は点火時期にＪ：って大きく左右され、
その要求点火時期は機関負荷と回転数にもとづいて微妙
に変化する。

要求点火進角特性に近づける１＝め、従来の機械的な回
転数ガバナ進角と吸入負圧進角との合成進角に代えて、
マイクロコンビコータによる演算にもとづいてあらゆる
運転状態で常に最適な点火進角特性を得るようにした装
置が例えば特開昭５７−８３６６５号公報などを含めて
種々提案されている。

ところで、これらの点火時期制御装置では、機関のアイ
ドル運転（無負荷）時の点火進角特性をそれ以外の負荷
運転時の特性と分けて制御している。

アイドル運転の判別はスロットルスイッチにより行ない
、絞弁が全開もしくはほぼ全開のときをアイドル運転と
して、この状態ではもっばら回転数をパラメータとして
点火進角が変化する特性に設定し、それ以外では回転数
と負荷に応じて点火進角の最適値が変化するように設定
しである。

アイドル運転状態では燃焼条件が良くないことから、点
火時期はその他の負荷運転時に比べて大幅に進角される
傾向にある。

そしてアイドル運転時に回転数が変動すると、例えば回
転数が落ち込めば、その落ち込み量に応じて点火時期を
進角させ回転数の変動を抑制するような修正を行なうの
である。

なお、アイドル運転での回転数が逆に上昇ずれば、点火
時期を遅角させたり、あるいはとくに補正は行なわない
ものもある。

ところが、このようにアイドル運転とそれ以外の負荷運
転とに大別して点火時期を制御している場合、絞弁が全
開のアイドル運転時に機関補機類、例えばエアコンのコ
ンプレッサやパワーステアリングのポンプ負荷が作用し
、機関回転数が一時的に低下したときに、点火時期はさ
らに進角方向に修正されることになる。この結果、実質
的には機関無負荷とは言えず、したがって要求点火進角
がアイドル運転に比べて相対的に減少しているにもかか
わらず、点火時期が最適値よりも大幅に進角されてしま
うという現象がみられ、アイドル運転での補機駆動時に
燃費を悪化させたり、出力不足による補機の作動不良を
招いていた。これに対してアイドル運転時に補機の負荷
状態と関係なく点火時期を一定に維持するようにしても
、補機の負荷が作用したときの点火時期は依然として過
剰進角された状態であり、問題は解決されない。

（発明の目的） 本発明は、絞弁開度がアイドル運転の状態にあっても実
質的にエンジン負荷が増える、補機駆動時には点火時期
を最適値まで遅角することにより、かかる運転状態での
燃費を改善するとともに、機関出力の向上にもとづく補
機の作動不良やエンストの防止をはかることを目的とす
る。

（発明の開示） 本発明は第１図の発明構成図にも示す通り、アイドル運
転状態を判別する手段と、アイドル運転での基本点火時
期を設定する手段と、機関補機の負荷を判定する手段と
、補機負荷に応じて点火時期の遅角量を設定する手段と
、アイドル運転での補機駆動時に補機負荷に応じて設定
された遅角量にもとづいてアイドル基本点火時期をＷ色
補正する手段とを備えている。

したがってアイドル運転時に補機が駆動されていないと
きは、アイドル基本点火時期にもとづいて点火手段が作
動し、これに対して補機が駆動されているときはその補
機負荷に応じて基本点火時期が遅角補正され、実質的に
アイドル状態よりも増加した機関負荷に対応して適正な
点火時期が付与されるのである。

アイドル運転以外の負荷運転時には、機関回転数と負荷
に応じて最適な点火進角値が、アイドル基本点火時期と
は別に選び出され、これにもとづいて点火手段が作動さ
せられる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説明する。

第２図において、１はエンジン本体、２は吸気通路、３
は排気通路を示す。

エンジン本体１の燃焼室４には点火栓５が取付けられ、
点火コイル６からの高圧点火電流がディストリビュータ
７を介して配電される。

８は点火コイル６に点火時期制御信号（電流）を出力す
るコントロールユニットで、機関運転状態に応じて常に
最適な点火時期が得られるようにコントロールする。

コントロールユニット８は、入出力インターフｘ−ス１
０ａ、中央演算処理装置（ＣＰＵ）１０ｂ１メモリ１０
ｃからなるマイクロコンピュータで構成される。

このコントロールユニット８に機関の運転状態を代表す
る信号を入力するために、吸気通路２の吸入空気量を検
出するエアフローメータ１２、吸気絞弁１３の開度を検
出する絞弁開度センサ１４、機関回転数を検出するクラ
ンク角センサ１５が設けられ、さらに機関により駆動さ
れる補機類の負荷を検出するために、エアコンの作動を
制御するエアコンスイッチ１６、パワーステアリングの
作動を検知するオイルポンプの油圧スイッチ１７がらの
信号も入力させられる。

これらの各種信号をもとにして、コントロールユニット
８は後述するように最適点火時期を演算するのであるが
、この演算機能をブロック化したものを第３図に示す。

２１はエアフローメータ１２からの出力を増幅処理して
吸入空気量をめる吸気量検知手段、２２は同様にしてク
ランク角センサ１５からの出力を処理して回転数をめる
回転数検知手段、２３は絞弁開度センサ１４の出力から
同様に絞弁開面をめる絞弁開度検知手段である。２４は
これら回転数と吸気量から燃料噴１３１ｍを演算する手
段で、この演算パルスは燃料噴射弁１８に駆動回路２５
を介して供給されるのであるが、同時に点火時期設定手
段２６に対して機関の負荷を代表する信号として入力さ
れる。

この点火時期設定手段２６は検知された機関負荷と回転
数にもどついてそのときどきで最適な点火時期を決定し
て出力するものであるが、基本的な点火進角特性をアイ
ドル運転とそれ以外の負荷運転時とで、それぞれ＠適進
角値が、２つの記憶手段、つまりアイドル運転基本進角
テーブル２７ａと、負荷運転基本進角テーブル２７ｂに
記憶されており、これらの進角値のいづれが一方を、絞
弁開度の一定値（全開もしくはほぼ全開）を境にして選
択するようになっている。

アイドル運転基本進角テーブル２７ａの進角値は、機関
回転数をパラメータとして割付番プられており、負荷運
転基本進角テーブル２７ｂの進角値は機関回転数と負荷
（燃料噴射パルス幅）をパラメータとして割付番ノられ
、それぞれ要求点火進角値と一致するように設定されて
いる。

なお、後で説明するが、この進角特性は第５図、第６図
のように決められる。

２８は前記エアコンスイッチ１６やパワステスイッチ１
７からの信号にもとづき機関補機の負荷を判１１ｉする
補機負荷判定手段で、遅角量設定手段２９はこの検知し
た補機負荷に応じた点火時期の遅角量を決定するもので
あるが、補機負荷に応じての遅角値が記憶手段、つまり
遅角テーブル３０に記憶されており、検出された補機負
荷にもとづいて適切な遅角量を選び出すようになってい
る。

この遅角値は補機負荷の梗類ににつて異なるのであるが
、これらとは別に遅角値の許容最大値が遅角テーブル３
０に設定されていて、それぞれの補機負荷に対応させた
遅角量の和がこの最大値（ＭａｘＲｅｔ）よりも大きく
なるとぎは、遅角量設定手段２つはこの最大値をもって
このときの遅角量とする。

３１は点火時期の補正手段であって、点火時期設定手段
２６で選ばれたアイドル基本進角値から、この遅角量設
定手段２９で決められた遅角ｍを差し引いた補正進角値
を点火制御回路３２出力する。

点火時期補正手段３１は絞弁開度検知手段２３の出力か
ら、アイドル運転のときにのみ点火時期の遅角補正を行
ない、点火時期設定手段２６から通常の負荷運転基本進
角値が出力されているときは、補機負荷にもとづく補正
は行なわない。

ただし、エンジン本体１に取付けたノックセンサ１９か
らの信号にもとづき、ノック判定手段３３がノッキング
状態を判定したときには、点火時期をノッキング度合に
応じて遅角させるようになっている。

次に第４図のフローチャートを参照しながらコントロー
ルユニット８における点火時期の演算動作を説明する。

この動作ルーチンは所定の単位時間ごとに繰り返される
のであるが、第４図（ａ　）において開始後まずクラン
ク角センサ１５からの回転数Ｎとエアフローメータ１２
からの吸気ＩＱを読み込み、所定の混合１ヒを得るため
の燃料噴射パルス幅Ｔｐを演算する。

絞弁開度レンザ１４の出力にもとづき、絞弁全閉か否か
を判断する。

絞弁全閉のアイドル運転（無負荷）のときは、アイドル
運転基本進角テーブルのルックアップによりアイドル進
角値（Ａｄｌ）を読み出してメモリに保持する。一方、
絞弁全閉以外の通常運転時には負荷運転基本進角テーブ
ルのルックアップにＪ：り負荷運転進角値（△ｄＵ）を
読み出して出力する。

前記アイドル運転時には、次いでエアコンスイッチ１６
やパワステ油圧スイッチ１７からの信号にもとづいて機
関補機の負荷が加わっているか否かを判断し、加わって
いないときは前記アイドル運転基本進角値をそのまま修
正せずに出力する。

これに対して補機負荷が作用していれば、点火時期の遅
角補正のために遅角量（Ｒｅｔ）を設定する。

この遅角量の設定は第４図（ｂ）のようにして行なわれ
る。

まずエアコンスイッヂ１６（負荷１）がＯＮか否かを判
断し、ＯＦＦならば遅角ｍをゼロ（Ｒｅｔｌ−０）とす
るし、ＯＮならば遅角テーブルから第１の遅角量（Ｒｅ
ｔｌ）を読み出してメモリに記憶する。

次にパワステ油圧スイッチ１７（負荷２）がＯＮか否か
を判断し、同じようにしてＯＦＦならば遅角量をゼロ（
Ｒｅｔ２＝Ｏ）とするし、ＯＮならば第２０遅角１（Ｒ
ａｔ２）を読み出してメモリに格納する。補機負荷がさ
らに増えれば順次同様の動作を繰り返す。

そして最後に各補機負荷ごとの遅角量をメモリから読み
出してその和をめ（Ｒｅｔ−ΣＲｅｔ＋）、この総和を
遅角テーブルに設定された遅角量最大値（ＭａｘＲａｔ
、）と比較し、最大値よりも小さければそのまま（Ｒａ
ｔ）を出力するが、大きいときは総和に代えて最大値（
Ｍ　ａｘＲｅｔ）を遅角量として出力するのである。

そして、第４図ａに戻って、このようにしてめられた遅
角１（Ｒｅｔ）により、アイドル運転基本進角値を遅角
補正（Ａｄ　Ｉ　−Ｒｅｔ）　ｃ、、これを補正進角値
（ＡｄＶ）として出力するのである。

第５図にこのような補機負荷に応じての遅角補正の置体
例を示す。

図の一点鎖線Ｓの左側の領域は絞弁全閉（もしくはほぼ
全開）のアイドル運転域、右側はそれ以外の通常運転（
負荷運転）域をあられず。

アイドル運転域での基本点火時１１１（進角値）は点（
ａ）となるが（ただし回転数を一定として）、負荷運転
域では機関負荷に応じて曲線Ｕのように変化する。

アイドル運転域でエアコン、パワステの負荷（負荷１，
２）が加わると、要求点火時期は遅角側に変化し、それ
ぞれ遅角ｆｉ（Ｒｅｔｌ）（Ｒａｔ２）を差し引いた点
（ｂ）、（ｃ）となる。

ただし、補機ごとの負荷の総和にもとづく遅角量が、負
荷運転に移行するときの最小負荷時の要求点火時期より
も遅れることのないように、遅角量の最大値は（Ｍ　ａ
ｘＲｅｔ）を限度とし、このときの点火時期は（ｄ　）
点とするのである。

第６図はアイドル運転基本進角特性を機関回転数をパラ
メータとしてあられしたものであり、同時に補機負荷が
変化したときにそれぞれ要求に合わせて遅角（補機負荷
１，２・・・）とした特性を例示しである。

なお、この例では低回転域での遅角量を高回転域に比べ
て大きく設定して、同じ無負荷（アイドル）状態でも低
回転域での安定性を高めるようにしている。

この第５図、第６図の特性は一例にすぎず、要は機関や
補機の諸条件にもとづいて適切に点火時期を遅角させる
ように設定すればよいのである。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、アイドル運転時に補機負
荷が加わったときは、補機負荷の大きさに応じて点火時
期がアイドル基本進角値から適切に遅角補正され、した
がってかがる運転状態での点火時期の過度な進角を回避
して、エンジン出力の低下やエンストを防ぐとともに燃
費の改善をはかれるという効果を生じる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成図（クレーム対応図）、第２図は
実施例を示す断面図、第３図はコントロールユニットの
ブロック図、第４図は同じくその制御動作を示すフロー
チャート、第５図は要求点火時期を機関負荷をパラメー
タとしてあられした特性図、第６図はアイドル運転状態
を含む要求点火進角をエンジン回転数をパラメータとし
てあられした特性図であ゛る。 １・・・エンジン本体、４・・・燃焼室、５・・・点火
栓、６・・・点火コイル、７・・・ディストリビュータ
、８・・・コントロールユニット、１２・・・エアフロ
ーメータ、１４・・・絞弁開度センサ、１５・・・クラ
ンク角センリ−１１６・・・エアコンスイッチ、１７・
・・パワステポンプスイッチ、２６・・・点火時期設定
手段、２７ａ、２７ｂ・・・基本進角テーブル、２８・
・・補機負荷判定手段、２９・・・遅角量設定手段、３
Ｏ・・・遅角テーブル、３１・・・点火時期補正手段。 特許出願人　日産自動車株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 機関回転数と負荷にもとづいて適正な点火時期を選択し
   て点火手段に出力するようにした内燃機関の点火時期制
   御装置において、アイドル運転状態を判断する手段と、
   アイドル運転での基本点火時期を設定する手段と、機関
   補機の負荷を判定する手段と、補機負荷に応じて点火時
   期の遅角量を設定する手段と、アイドル運転での補機駆
   動時に補機負荷に応じた遅角ｍでもってアイドル基本点
   火時期を遅角補正する手段とを備えたことを特徴とする
   内燃機関の点火時期制御装置。