JPS61167168A - 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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JPS61167168A
JPS61167168A JP60007345A JP734585A JPS61167168A JP S61167168 A JPS61167168 A JP S61167168A JP 60007345 A JP60007345 A JP 60007345A JP 734585 A JP734585 A JP 734585A JP S61167168 A JPS61167168 A JP S61167168A
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JP
Japan
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ignition timing
engine
ignition
timing
amount
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Pending
Application number
JP60007345A
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English (en)
Inventor
Tadashi Sugino
忠 杉野
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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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
    • F02P5/15Digital data processing
    • F02P5/1502Digital data processing using one central computing unit
    • 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

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関の点火時期制御装置に関する。
〔従来の技術〕
一般に、電子制御式内燃機関においては、機関の負荷お
よび回転速度に応じて最適点火時期を算出し、この算出
値にもとづいて実際の点火時期を制御する。たとえば、
機関の回転速度Neおよび吸入空気量Qより基本燃料噴
射量τR(−kQ/Ne、ただしkは定数)を求め、次
いで基本燃料噴射量τ8と回転速度Neとの2次元マツ
プにより補間計算することにより最適点火時期を算出す
る。このような最適点火時期は、各種の運転状態におい
て、ノッキングが発生しないような値に選択されている
が、機関のノ・7キング発生域の点火時期の下限値が種
々の運転状態パラメータに応して変化するために該各パ
ラメータに応して上記点火時期を補正することが行われ
ている。たとえば、機関のノッキング発生域の点火時期
の下限値は吸入空気温(以下、単に吸気温)に応じて変
化するために、吸気温に応して上記点火時期を補正する
ことが行われている(参照:特公昭50−37331号
公報、特開昭57−59060号公報)。また、機関の
ノンキング発生域の点火時期の下限値は大気圧に応じて
変化するために、大気圧に応して上記点火時期を補正す
ることが行われている(参照:特開昭54−15392
9号公報)。さらに、機関のノッキング発生域の点火時
期の下限値は吸入空気の湿度に応じて変化するためにこ
の温度に応じて」二記点火時期を補正することも行われ
ている(参照:特開昭57−59060号公報)。
なお、負荷としては、吸入空気NQ、−回転速度当りの
吸入空気量Q / N e、吸入空気圧、あるいは基本
噴射量がある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
このように、機関のノッキング発生域の点火時期の下限
値は上記運転状態パラメータ、すなわち、吸気温、大気
圧、吸入空気の湿度に応じて変化する。しかしながら、
その各変化量は機関の回転速度に応じて変化する。にも
かかわらず、従来、」二記吸気温、大気圧、および吸入
空気の湿度により個別的に点火時期の補正量を設定して
おり、この結果、機関の回転速度が低いときにノンキン
グが発生しない範囲で最大トルクを得るように各点火時
期補正量を設定すると、機関の回転速度の高いときにノ
ンキングが発生してフィーリング等の運転特性が悪化し
、エミッションも悪化する。逆に、機関の回転速度が高
いときにノッキングが発生しない範囲で最大トルクを得
るように各点火時期補正量を設定すると、機関の回転速
度の低いときにノンキング限界が甘くなり、トルク等の
運転性能の悪化、燃費の悪化を招くという問題点があっ
た。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の目的は、上述の問題点に鑑の、吸気温、大気圧
、吸気空気の湿度による各点火時期補正量を機関の回転
速度に応じて変化させることにより、運転特性の悪化、
エミッションの悪化、運転性能の悪化、燃費の悪化等を
防止することにあり、その手段は第1図に示されている
第1図において、基本点火時期演算手段は機関の負荷た
とえば吸入空気量Qもしくは吸入空気圧PMと回転速度
Neとに応じて機関の基本点火時期θ8を演算する。運
転状態判別手段は機関が所定運転状態か否かを判別する
。第1の補正量演算手段は機関の回転速度Neおよび吸
気温T HAに応じて第1の点火時期補正量f+(Ne
)・△TIIAを演算し、また、第2の補正量演算手段
は機関の回転速度Neおよび大気圧PAに応じて第2の
点火時期補正量f2(Ne)・△PAを演算し、さらに
、第3の補正量演算手段は、機関の回転速度Neおよび
吸入空気の湿度HU Aに応じて第3の点火時期補正量
fz(Ne)・△1ltlAを演算する。この結果、機
関が前記所定運転状態のときに、点火時期補正手段は基
本点火時期θ6を第1.第2.第3の点火時期補正量に
より補正するものである。すなわち、補正点火時期 θ = θB  −fI(Ne)  ・ △TH八 −
fz(Ne)  ・ △PAf :+ (Ne)  ・
 △IIUAが演算される。ただし、ΔTIIA −T
IIA −TIIAO△PA = PA −Pへ〇 △HU八 −HUA  −110AO であり、さらに、’rl(AO,PAO,HUAOは基
本点火時期θ8を設定したときの標準条件であって、た
とえば、 TI(AO=  5 0  ℃、  PAO
=760mmt1g、1IUAO=  3 0  %で
ある。
〔作 用〕
上述の手段によれば、点火時期の吸気温、大気圧、およ
び吸入空気の湿度による補正の際には、各補正量が機関
の回転速度の関数となる。
〔実施例〕
第2図以降の図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第2図は本発明に係る内燃機関の点火時期制御装置の一
実施例を示す全体概略図である。第2図において、機関
本体1の吸気通路2にはヘーン型エアフローメータ3が
設けられている。エアフローメータ3は吸入空気量を直
接計測するものであって、ポテンショメークを内蔵して
吸入空気量に比例したアナログ電圧の電気信号を発生す
る。エアフローメータ3の出力信号は制御回路10のマ
ルチプレクサ内蔵A/D変換器101に供給されている
。さらに吸気通路2には、吸入空気の温度THAを検出
するための吸気温センザイおよび吸入空気の湿度HU 
Aを検出するための湿度センサ5が設けられている。吸
気温センサば吸気温11発に応じたアナログ電圧の電気
信号を発生し、湿度センサ5は湿度H[J Aに応じた
アナログ電圧の電気信号を発生し、これらも共に制御■
回路10のマルチプレクサ内蔵A/D変換器101 に
供給されている。
機関本体1のシリンダブロックのウォータジャケットに
は冷却水の温度を検出するための水温センサ6が設けら
れている。水温センサ6は冷却水の温度に応じたアナロ
グ電圧の電気信号を発生し、この信号もまた制御回路1
0のマルチプレクサ内蔵A/D変換器101に供給され
ている。
大気圧センサ7は圧力センサの一種であり、大気圧に応
じたアナログ電圧の電気信号を発生し、この信号もまた
制御回路10のマルチプレクサ内蔵A/D変換器101
に供給されている。な□お、吸気通路2に吸入空気圧を
検出するための圧力センサが設けである場合には、大気
圧センサ7の代りにこの圧力センサを用いることができ
る。この場合には、高負荷時たとえばスロットル弁が所
定開度以上になったときの圧力センサの出力値を大気圧
データとして採用すればよい。
ディストリビュータ8には、その軸がたとえばクランク
角に換算して720°毎に基準位置検出用パルス信号を
発生するクランク角センサ9およびクランク角に換算し
て30°毎に角度位置検出用パルス信号を発生するクラ
ンク角センサ11が設けられている。これらのクランク
角センサ9,11のパルス信号は制御回路10の入出力
インターフェイス102に供給され、このうち、クラン
ク角センサ11の出力はCP U2O5の割込み端子に
供給される。
12は点火コイルであって、その1次側コイルは制御回
路10の入出力インターフェイス102に接続されたイ
グナイタ107に接続され、2次側コイルはディストリ
ビュータ8に接続されている。
つまり、点火コイル12の2次電流はディストリビュー
タ8を介して各気筒毎に設けられた点火プラグ13に供
給される。
制御回路10は、たとえばマイクロコンピュータとして
構成され、A/D変換器101、入出力インターフェイ
ス102 、CP U2O5、イグナイタ107の外に
、タイマカウンタ104 、ROM105、RAM10
6等が設けられている。タイマカウンタ104は、たと
えばフリーランカウンタ、コンベアレジスタ、フリーラ
ンカウンタの値とコンベアレジスタの値との一致を検出
して割込み信号を発生する一致検出回路等により構成さ
れている。なおCPU103の割込み発生は、A/D変
換器101のA/D変換器終了時、入出力インターフェ
イス102がクランク角センサ11のパルス信号を受信
した時、タイマカウンタ104の割込み信号を受信した
時等である。
ROM105には数種類のA/D変換ルーチンが用意さ
れており、これにより、エアフローメータ3の吸入空気
量データQ、水温センサ6の水温データTHW、吸気温
センサ4の吸気温データTllへ、大気圧センサ7の大
気圧データPA、および湿度センサ5の湿度データHU
Aは所定時間毎にA/D変換されてRAM1060所定
領域に格納される。
つまり、RAM106におけるデータQ、THW。
THA、PA、およびHUAは所定時間毎に更新されて
いる。また、回転速度データNeはクランク角センサ1
1の30°CA毎の割込みによって演算されてRAM1
06の所定領域に格納される。
第3図、第4図のフローチャートを参照して第2図の制
御回路10の動作を説明する。
第3図は点火時期演算ルーチンであって、所定クランク
角たとえば4気筒であれば180℃A毎に実行される。
ステップ301では、基本点火時期○を演算する。
たとえば、図示しないルーチンにおいて吸入空気量デー
タQと回転速度データNeにより基本燃料噴射量τ8を
予め演算しておき、この基本撚1′−[噴射量τ□と回
転速度データNeの2次元マツプにより補間計算して基
本点火時期○を求める。
ステップ302では、RAM10Gより水温データT 
HWを読出してT HW≧TIIWO(一定値)か否か
を判別する。ここて、TIIWOはたとえば70℃であ
る。ステップ303では、RAM]06より基本燃料噴
射量τ8を読出してτ6≧τo <一定植)か否かを判
別する。ごこて、τ。はだとえば]、66mである。T
 HW≧TIIWO且つτ8≧τ。の場合のめステップ
304〜306に進み、他の場合ステップ307に直接
進む。つまり、水温が低いときもしくは基本燃料噴射量
が小さいときには、ノック限界がIJ−く、従って、こ
の場合に、点火時期の補正が行われると、運転性能の悪
化、燃費の悪化等を招くからである。なお、基本燃料噴
射量が小さい領域では、最大トルクの点火時期(MBT
)を決定できステップ304では、点火時期を吸気温デ
ータT HAにより補正する。この場合、吸気温1℃当
りのノック限界の変化は、第5図のごとく、回転速度N
eに応じて変化する。従って、第8図に示す1次式 %式%] で示すことができる。従って、RAM106より回転速
度データNeおよび吸気温データT HAを読出して 〇 一〇−f+ (Ne) ・(TIIA  50 )を演
算する。ここで、50’Cばステップ301での基本点
火時期の演算2次元マツプの設定条件としての吸入空気
の温度である。
ステップ305では、点火時期を大気圧データPAによ
り補正する。この場合、大気圧1mm1g当りのノック
限界の変化は、第6図のごとく、回転速度Neに応じて
変化する。従って、第8図に示す1次式       
                     1%式% で示すことができる。従って、RAM]06より回転速
度データNeおよび大気圧データPAを続出して θ =e’  fz(Ne) ・(PA、  760 )を
演算する。ここで、760mmHgはステップ301で
の基本点火時期の演算2次元マツプの設定条件としての
大気圧の値である。
ステップ306では、点火時期を湿度データHUAによ
り補正する。この場合、湿度(絶対湿度〉1g/kg当
りのノック限界の変化は、第7図のごとく、回転速度N
eに応じて変化する。従って、第8図に示す1次式 %式% で示すことができる。従って、RAM106より回転速
度データNeおよび湿度データHUAを読出して ←θ −f3 (Ne)  ’  (HUA   19
.5)を演算する。ここで、30g/kgはステップ3
01での基本点火時期の演算2次元マツプの設定条件と
しての吸入空気の湿度である。
ステップ307では、O゛をRAM106に格納し、ス
テップ308では点火フラグFを“1”とし、ステップ
309にてこのルーチンは終了する。
第3図のステップ308にて点火フラグFがセットされ
ると、第4A図のルーチンにてコンベア割込みセントが
行われる。第4A図のルーチンを説明すると、このルー
チンは30℃A毎に実行される。ステップ401では点
火フラグFが”l”か否かを判別し、F−“1”であれ
ばステップ402にてフラグFをクリアしてステップ4
03に進み、F−“O″であれば直接ステップ405に
進んでこのルーチンは終了する。
ステップ403では、基本点火時期もしくは最終的に補
正された点火時期θにもとづいてイグナイタ107の通
電開始時刻を演算する。たとえば、この通電開始時刻は
点火時期θの30°CA手前に相当する。次いで、ステ
ップ404にて通電開始時刻に合わせてコンベア割込み
をセントし、ステップ7I05にて第4A図のルーチン
は終了する。
このように、第4AHのルーチンにおりるステップ40
4にてコンベア割込みセットが行われると、通電開始時
刻に第4B図のコンベア割込みルーチンにてイグナイタ
107の通電が開始する。
第4B図のコンベア割込みルーチンを説明すると、ステ
ップ411では、点火時期○すなわちイグナイタ107
の通電終了時刻に対してタイマカウンタ】05のフリー
ランカウンタの現在の時刻を読出して加算し、その加算
結果をコンベアレジスタにセットし、ステップ412に
てイグナイタ107の通電を開始させ、ステップ413
にてこのルーチンは終了する。
このように、タイマカウンタ105のコンベアレジスタ
に通電終了時刻(点火時期)がセットされると、この時
刻に到達したときに、タイマカウンタ105はCPU1
03に割込みを発生する。この結果、CPU103はイ
グナイタ107の通電を終了させる。すなわち、点火が
行われる。
なお、上述の実施例は、吸入空気量および回転速度にも
とづいて点火時期を演算した場合について述べているが
、本発明は吸入空気圧および回転速度にもとづいて点火
時期を演算する場合にも適用し得る。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、吸気温、大気圧
、吸気空気の湿度による各点火時期補正量を機関の回転
速度に応じて変化させているので、運転特性の悪化、エ
ミッションの悪化、運転性能の悪化、燃費の悪化等を防
止できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の詳細な説明するための全体ブロック図
、第2図は本発明に係る内燃機関の点火時期制御装置の
一実施例を示す全体概略図、第3図、第4A図、第4B
図は第2図の制御回路の動作を説明するためのフローチ
ャー1へ、第5図〜第8図は第3図のステップ304 
、305.306を補足説明する特性図である。 1一機関本体、  3−エアフローメーク、4−吸気温
センサ、5−湿度センサ、 6−水温センサ、  7−大気圧センサ、8−ディスト
リビュータ、10−制御回路、12一点火コイル、13
一点火プラグ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、内燃機関の負荷と回転速度とに応じて該機関の基本
    点火時期を演算する基本点火時期演算手段、前記機関が
    所定運転状態か否かを判別する運転状態判別手段、前記
    機関の回転速度および吸入空気温に応じて第1の点火時
    期補正量を演算する第1の補正量演算手段、前記機関の
    回転速度および大気圧に応じて第2の点火時期補正量を
    演算する第2の補正量演算手段、前記機関の回転速度お
    よび吸入空気の湿度に応じて第3の点火時期補正量を演
    算する第3の補正量演算手段、および前記機関が前記所
    定運転状態のときに前記基本点火時期を前記第1、第2
    、および第3の点火時期補正量により補正する点火時期
    補正手段を具備する内燃機関の点火時期制御装置。 2、前記運転状態判別手段が、前記機関の冷却水温度が
    所定温度以上か否かを判別する手段、および前記機関へ
    供給される基本燃料噴射量が所定量以上か否かを判別す
    る手段を具備し、前記機関の冷却水温度が所定温度以上
    且つ前記基本燃料噴射量が所定量以上のときに該機関が
    所定運転状態であると判別するようにした特許請求の範
    囲第1項に記載の内燃機関の点火時期制御装置。
JP60007345A 1985-01-21 1985-01-21 内燃機関の点火時期制御装置 Pending JPS61167168A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01100373A (ja) * 1987-10-11 1989-04-18 Mitsubishi Motors Corp エンジンの点火時期制御装置
WO1999000592A1 (de) * 1997-06-28 1999-01-07 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zur steuerung von brennkraftmaschinen
JP2017529151A (ja) * 2014-08-28 2017-10-05 マイクロドース セラピューテクス,インコーポレイテッド 小型圧力センサ起動を備えるタイダルドライパウダー吸入器

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