JPS61205377A - 内燃エンジンの点火時期制御方法 - Google Patents

内燃エンジンの点火時期制御方法

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JPS61205377A
JPS61205377A JP60043805A JP4380585A JPS61205377A JP S61205377 A JPS61205377 A JP S61205377A JP 60043805 A JP60043805 A JP 60043805A JP 4380585 A JP4380585 A JP 4380585A JP S61205377 A JPS61205377 A JP S61205377A
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combustion engine
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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) 本発明は内燃エンジンの点火時期制御方法に関し、特に
エンジン始動時における点火時期制御方法に関する。
(発明の技術的背景とその問題点) 従来、内燃エンジンの動作パラメータに応じた基本点火
時期を決定し、この基本点火時期をエンジン冷却水温度
に応じて補正することにより低水温時に点火時期を進角
させ、もって運転性能の向上を図った点火時期制御方法
は、公知である。斯かる点火時期制御方法に依れば、基
本点火時期は最適な点火時期に補正され、エンジンは最
良な出力特性で運転される。
しかしながら、排気ガス中の有害成分をエンジンに備え
られた触媒式排気浄化装置により浄化するものでは触媒
床温度が所定値以上にならないと触媒が活性化せず浄化
効率が低下する。該触媒床はエンジン排気熱により加熱
されるものであり、エンジン始動時に排気温が低いと、
床温度が活性化温度にまでなかなか上昇しない。従って
、排気ガス特性の改善からは排気温を始動直後からより
高くした方が有利である。
上記事情に鑑み、前記最適点火時期を遅角補正すること
により排気温を上昇させるようにし、前記触媒床が所定
状態になったことを検出し、この時点から時間経過に応
じて遅角補正量を減少するようにした内燃エンジンの点
火時期制御方法が例えば特開昭56−72257号公報
により知られている。しかしながら、この方法によると
エンジン始動後、エンジンが特定の運転状態にあるとき
、例えば即座に発進加速を行った場合にも遅角補正がさ
れてしまい、必要なエンジンの出力が得られず、車両の
発進加速に支承をきたすことがあった。
又、エンジンが高速回転状態となっても遅角補正される
ことがあるので、バンクファイヤ等を起こす虞があると
いう問題があった。
(発明の目的) 本発明は斯かる問題点を解決するためになされたもので
、エンジン始動時に触媒床温度を逸事(上昇させて排気
ガス特性の向上を図ると共に車両の発進加速等の特定の
運転状態においては必要なエンジン出力が確保できるよ
うにした内燃エンジンの点火時期制御方法を提供するこ
とを目的とする。
(発明の構成) 斯かる目的を達成するために、本発明に依れば、有害排
気ガス成分を触媒により浄化するようにした排気浄化装
置を備えた内燃エンジンの混合気の点火時期をエンジン
の動作パラメータに応じて設定される最適点火時期に基
づいて制御する点火時期制御方法において、エンジン始
動後のエンジン温度を検出し、エンジンの特定の運転状
態を検出し、検出したエンジン温度が所定温度範囲内に
あり、且つエンジンが前記特定の運転状態以外の状態に
あるとき、エンジン始動時点からの経過時間を検出し、
検出した経過時間に応じて遅角補正量を決定し、前記最
適点火時期を決定した遅角補正量で補正し、斯く補正さ
れた最適点火時期により点火時期を制御するようにした
ことを特徴とする内燃エンジンの点火時期制御方法が提
供される。
(発明の実施例) 以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第1図は本発明方法が通用される点火時期制御装置の全
体構成を示すブロック図で、該点火時期制御装置は例え
ば図示しない4気筒内燃エンジンの点火時期を制御する
。符号10は中央演算ユニット(以下rcPUJという
)で、CPUl0の入力側には入力回路11を介して各
種パラメータセンサが接続される。より具体的には、エ
ンジンの例えばカム軸周囲に取り付けられ、各気筒の圧
縮行程終りの上死点(TDC)前記所定クランク角度位
置(例えば10°BTDC)で各気筒の基準クランク角
度位置を表すTO4信号パルスを発生するTO4センサ
12が入力回路11の波形整形回路11aを介してCP
Ul0に接続されている。波形整形回路11aはTO4
センサ12からのTO4信号パルスを矩形パルス(第2
図(a)のバ/L/スSa4,5a2)に整形してCP
Ul0に供給する。T24センサ13はTO4センサ1
2と同様にカム軸周囲に取り付けられ、カム軸が1回転
する間、即ち、クランク軸(図示せず)が2回転する間
に24個の等間隔(クランク角度で30゜間隔)パルス
を発生する。T24センサ13は波形整形回路11bを
介してCPUl0に接続され、波形整形回路11bで波
形整形されたT24信号パルス(第2図(b)のパルス
835.、 3417〜S45.  S20・・・)が
CPUl0に供給される。
更に、エンジンのスロットル弁下流の吸気管(共に図示
せず)自給対圧PBAを検出する絶対圧(PBA)セン
サ14、吸気温度TAを検出する吸気温(TA)センサ
16、吸気管内のスロットル弁の弁開度θTHを検出す
るスロットル開度(θTl−1)センサ17及びエンジ
ン本体の冷却水が充満した気筒周壁内に装着され、冷却
水温度(TV)を検出するエンジン水温(TV)センサ
15が入力回路11のレベル修正回路11c及びA/D
コンバータlidを介してCPUl0に接続されている
。A/Dコンバータlidはレベル修正回路11cで所
定電圧レベルに修正された上述の絶対圧センサ14、吸
気温センサ16、スロットル開度センサ17及びエンジ
ン水温センサ15からの各アナログ信号をデジタル信号
に変換して該デジタル信号をCPUl0に供給する。
一方、CPUl0の出力側には点火コイル22の一次側
コイル22aにコイル付勢電力を供給する駆動回路20
が接続される。点火コイル22の二次側コイル22bは
配電器24を介して各気筒の点火栓25a〜25dに接
続されている。
尚、CPUl0にはバス26を介して演算プログラム等
を記憶するROM27及び演算結果等を一時的に記憶す
るRAM2Bが接続されている。
次いで、上述の様に構成される点火時期制御装置の作用
を第2図を参照しながら説明する。
先ず、CPUl0はTO4センサ12からのTO4信号
及びT24センサ13からのT24信号に基づき、各気
筒の基準クランク角度位置からのクランク角度ステージ
(以下これを単に「ステージ位置」という)を検出する
。即ち、例えば第2図(a)のTO4O4信号パルスS
及4Sa2が発生した直後に検出されるT24信号パル
スS40及びS20 (第2図中))は例えば夫々第4
気筒及び第2気筒の圧縮行程の終りのTDC位置で発生
するものとすればCPU10はTO4O4信号パルスS
及4生直後に入力するT24信号パルスS4Dにより第
4気筒の基準クランク角度位置(TDC位置)を検出す
ると共に第2気筒の基準クランク角度位置(第2図中)
のパルス320発生位置)前の第0ステージ位置(第、
2図(b)のパルスS40及びS4Lの立上り時点間を
第0ステージ位置と定義する。以下同様)を検出する。
そして、その後に入力するT24信号パルスS41゜S
42・・・により#1ステージ位置、#2ステージ位置
・・・を検出する。
CPUI Oは所定ステージ位置(例えば、第1ステー
ジ位置)を検出したとき、上述した各種パラメータセン
サからの出力信号により点火進角θig、点火コイル通
電時間TON等の演算を行なう。点火進角θigは次式
(1)及び(2)に基づき演算される。
θig=θigMAp+θCR・−(1)θig+=θ
ig−θOWU      ・・・(2)ここに点火進
角θigは基準クランク角度位置(例えば第2図(b)
のT24信号パルスS20の発生クランク角度位置)か
らのクランク角度で表わされ、θ1 gHApは基本点
火進角であり、その値はエンジン回転数Neとエンジン
負荷を表わすパラメータ、例えば吸気管内絶対圧PEA
との関数として与えられる。具体的には、ROM27に
記憶されたNe−θigマツプから絶対圧検出値PBA
とエンジン回転数検出値Neとに応じた値がθtgMA
I)値として読出される。尚、エンジン回転数Neは、
前記724信号パルスが入力する毎に演算され−この手
法はT24信号のパルス発生時間間隔に於る所定クロッ
クのパルス数を計数することにより求められた値Meの
逆数と−して演算される。
θcRは他の進遅角補正量であり、エンジン冷却水温度
Tw、吸気温度TA等によって決定される。
式(2)はエンジンが始動後の所定運転状態にあるとき
のみ通用され、θowl、3は本発明に係る、エンジン
始動後の補正変数値、即ち遅角補正量であり、その詳細
については後述する。
次いで、CPUl0は点火コイル22の一次コイル22
aの通電時間TONを演算する。この通電時間TONは
コイルの過熱防止及び点火栓での失火防止の双方の要請
から最適値に設定され、一般にはエンジン回転数Neの
関数として求められる。
次に、CPUl0は上述のようにして求めた点火進角θ
ig及び通電時間TONから一次コイル22aの通電開
始時期Tcg及び通電停止時期Tigを演算する。先ず
、点火進角θig、通電時間TONより一次コイル22
aに通電開始すべきクランク角度(第2図(C)のt1
時点に対応する位置を基準クランク角度位置から逆算し
、この通電開始すべきクランク角度位置がどのステージ
位置にあるかを判別する。そして、判別されたステージ
位置(図示例では#2ステージ位置)のT24信号パル
スが入力する時点10  (第2図(C))からクラン
ク軸の回転により通電開始すべきクランク角度位置に至
るに要する時間を求め、この時間を通電開始時期Tcg
とするのである。同様にして、点火進角θigからコイ
ル22aの通電を停止すべきクランク角度位置く第2図
(C)のt3時点に対応する位置)がどのステージ位置
にあるかを判別する。
そして、判別されたステージ位置(図示例では#4ステ
ージ位置)の724信号パルスが入力する時点t2から
クランク軸の回転により通電を停止すべきクランク角度
位置に至るに要する時間を求め、この時間を通電停止時
期Tigとする。
CPUl0はコイル22aの通電開始すべきステージ位
置のT24信号パルス(342)を検出したとき(10
時点)からCPUl0の内部に備えられている通電用カ
ウンタにより通電開始時期Tagの経過を待ち、通電開
始時期Tcgが経過した時点(t1時点)で駆動回路2
0に通電制御信号を供給する。そして、コイル22aの
通電を停止すべきステージ位置の724信号パルス(3
44)を検出したとき(t2時点)から、CPUl0の
内部に備えられている通電停止用カウンタにより通電停
止時期Tigの経過を待ち、通電停止時期Ttgが経過
した時点(t3時点)で駆動回路20への通電制御信号
の供給停止する。
駆動回路20はCPUl0からの通電制御信号が供給さ
れている間に亘って点火コイル22の一次コイル22a
にコイル付勢電力を供給する。この駆動回路20からの
コイル付勢電力の供給が遮断されたとき、点火コイル2
2の二次コイル22b側に高電圧が発生し、この高電圧
は配電器24を介して点火栓(図示例では点火栓25C
)に供給され、該点火栓で火花で火花放電、即ち点火が
生じる。
第3図はCPUl0内で実行され、本発明に係る前記エ
ンジン冷間始動時の補正変数値θowUKを設定し、こ
れによって前記点火進角θigを補正する手順を示すフ
ローチャートである。
先ず、ステップ30において、エンジンがクランキング
状態にあるか否かを判別する。この判別は例えばエンジ
ン回転数Neが所定クランキング回転数Necu(例え
ば350rpm)以下且つ、図示しないスタータが作動
状態にあればエンジンはクランキング状態にあると見做
し、この場合点火進角θigの遅角補正を行なわずに本
プログラムを終了する。ステップ30の判別結果が否定
(NO)の場合にはステップ31に進み、前回プログラ
ム実行時にエンジンがクランキング状態にあったか否か
を判別する。
ステップ31の判別結果が肯定(Yes)の場合、即ち
、今回ループがクランキング状態を離脱した後の最初の
ループである場合、後続の2つのステップ32及び33
でエンジン冷却水温度検出値Twが所定上下限値範囲内
にあるか否かを判別する。即ち、ステップ32では冷却
水温度検出値Twが所定下限値TWOWUL、(例えば
15℃)以下であるか否かを判別し、ステップ33では
所定上限値TWOWUH(たとえたば35℃)以上であ
るか否かを判別する。ステップ32又は33のいずれか
の判別結果が肯定(Yes)の場合、即ち、Tw値が第
6図に示す前記所定上下限値で規定される範囲外にある
ときには点火進角θigに遅角補正を行なうことなく本
プログラムを終了し、以後本プログラムは実行されない
Tw値が前記所定上下限値で規定される範囲内にあると
きCPUl0の構成要素であるtowuタイマ(図示せ
ず)を0にリセットし且つ再びスタートさせる(ステッ
プ34)。
ステップ31の判別結果が否定(No)の場合、以下の
ステップ35乃至38において、エンジンが特定運転状
態にあるか否かを判別する。先ず、ステップ35におい
てエンジン回転数Neが所定回転数Neowu(例えば
3000rpm)以上であるか否かを判別し、その答が
肯定(Yes)であれば遅角補正を行わずに本プログラ
ムを終了する。これは、エンジンが高回転域にあるとき
に遅角補正すれば、バツクファイヤの虞があり、又高回
転域では出力特性が良いことが望ましいためである。
ステップ35の判別結果が否定(No)の場合、次のス
テップ36においてスロットル弁の弁開度θTHが所定
開度θTHOWU(例えば20deg)以上であるか否
かを判別し、その答が肯定(Yes)であれば遅角補正
は行わずに本プログラムを終了する。これは、スロット
ル弁の弁開度θTHが所定開度θTHOWU以上である
場合は発進又は加速状態であることを意味し、斯かる場
合はエンジンの出力特性を最良な状態として必要なエン
ジン出力を確保するためである。
ステップ36の判別結果が否定(No)の場合、次のス
テップ37において吸気温度TAが所定温度TAOWU
 (例えば15℃)以下であるか否かを判別し、その答
が肯定(Yes)であれば遅角補正は行わずに本プログ
ラムを終了する。これは、吸気温度TAが所定温度TA
OWU以下である場合は気筒内の混合気が着火しにくい
状態であることを意味し、斯かる場合は混合気の燃焼状
態を良好にすべく点火時期を進角させたいためである。
ステップ37の判別結果が否定(No)の場合、次のス
テップ38においてエンジン冷却水温度TVが所定温度
’l’wowU(例えば70℃)以上であるか否かを判
別し、その答が肯定(Yes )であれば遅角補正は行
わずに本プログラムを終了する。これは、エンジン冷却
水温度Twが所定温度Twow(1以上である場合は排
気温が高(、点火時期の遅角補正を行わなくても触媒床
が逸早く高温となるので、斯かる場合に遅角補正を行う
ことな(本プログラムを終了するのである。
ステップ38の判別結果が否定(No)の場合、次のス
テップ46においてエンジンがアイドル状態であるか否
かを判別し、その答が肯定(Yes)であれば遅角補正
は行わずに本プログラムを終了する。これは、エンジン
がアイドル状態にある場合はアイドル回転の安定化を図
る必要があるためである。尚、前記エンジンのアイドル
状態は、エンジンの吸気系に配設されたスロットル弁の
弁開度θTHが全閉又は全閉付近の状態であるか、又は
スロットル弁下流の吸気管内負圧が所定負圧以下の状態
であるかを検出することにより求められる。
ステップ46の判別結果が否定(NO)の場合、先ずプ
ログラム変数kを1に初期設定しくステップ39)、次
に変数kに対応した所定タイマ判別値towuk(例え
ばに=1のとき10se’c)を読出しくステップ40
)、前記townタイマが計時したtowU値が所定判
別値towuk未満であるか否かを判別する(ステップ
41)。
ステップ41の判別結果が肯定(y e s)の場合、
前記ステップ40で読出した所定判別値towUkに応
じた遅角補正量θowlkをテーブルより求める(ステ
ップ42)。
第4図はtowuk値とθowuk値の関係の一例を示
すテーブルでtowuk値がtowUl(例えば10s
ec )乃至towus  (例えば210sec)の
5段階に対してθowuk値はθowu1 (例えば6
°)乃至θoWus  (例えば3°)の多値に設定さ
れており、これらの判別値towuk及び遅角補正量θ
OwUkはROMに記憶されている。尚、第4図のto
wuk値に対する遅角補正量θowukは実験によりエ
ンジン始動後、触媒式排気浄化装置が逸早く活性化状態
に至るに最適な値に設定しである。
次のステップ43では前記式(2)に基づき、得られた
遅角補正量θowuにより点火進角θtgの遅角補正を
行なう。
ステップ41においてtOWU値が所定判別値towU
ic以上である場合、変数値kに値1を加え(ステップ
44)、次のステップ45で変数値kが5より大である
か否かを判別し、変数値kが5より大きくなれば、前記
ステップ40に戻り、新たな値kに応じた判別値tow
ukを読出す。
変数値に=5となったときのループにおけるtowuタ
イマの検出値towUかに=5に対応する所定判別値t
owusより小さいときには前記ステップ42及び43
が実行されて遅角補正量θ0WU5による進角値θig
の補正が実行されるが、towB値が所定判別値tow
u5を越えるとステップ45の判別結果も肯定(Yes
)となり本プログラムによる遅角補正を終了する。
上記のようにして、エンジン始動後の所定時間(例えば
O〜210sec)、徐々に遅角補正量が減少して点火
進角θigが遅角制御される。尚、第4図の実施例に示
す遅角制御はエンジン始動後、すぐに最大遅角補正量に
よって行なわれるのでなく、所定時間towU4  (
10sec)経過後に最大遅角補正量によって行われ、
所定時間towU1の経過前は最大遅角補正量(θ0W
U2 、例えば10°)より小さい補正量(θOWU+
 、6°)により遅角補正が行なわれる。これは、エン
ジン始動直後はエンジンの回転変動が大きい場合が多く
、斯かる場合に大きな遅角補正を行うと出力が大きく損
なわれる場合が生じ、ストールに至る虞があるのでこれ
を防止している。又、ステップ35〜38の遅角補正条
件が一度不成立となっても、車両の発進後の所定時間(
210sec )内において再び遅角補正条件(ステッ
プ35〜38)が成立すると、ステップ39以下で所定
時間(O〜210sec )に応じた遅角補正が行なわ
れる。尚、遅角制御は第5図に示すように遅角補正量が
徐々に増加して又徐々に減少するようにして行なっても
よい。
(発明の効果) 以上詳述したように本発明の内燃エンジンの点火時期制
御方法によれば、有害排気ガス成分を触媒により浄化す
るようにした排気浄化装置を備えた内燃エンジンの混合
気の点火時期をエンジンの動作パラメータに応じて設定
される最適点火時期に基づいて制御する点火時期制御方
法において、エンジン始動後のエンジン温度を検出し、
エンジンの特定の運転状態を検出し、検出したエンジン
温度が所定温度範囲内にあり、且つエンジンが前記特定
の運転状態以外の状態にあるとき、エンジン始動時点か
らの経過時間を検出し、検出した経過時間に応じて遅角
補正量を決定し、前記最適点火時期を決定した遅角補正
量で補正し、斯く補正された最適点火時期により点火時
期を制御するようにしたので、エンジン冷間始動時に触
媒床温度を逸早く上昇させて排気ガス特性の向上を図れ
ると共に車両の発進加速等の特定の運転状態においては
必要なエンジン出力が確保でき、又、バツクファイヤ等
の弊害がない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明が適用された内燃エンジンの点火時期制
御装置の全体の構成を示すブロック図、第2図はTO4
センサ、T24センサからの各TO4信号及びT24信
号並びに点火コイル通電制御信号の発生時間変化を示す
タイミングチャート、第3図は本発明に係る点火進角の
遅角補正を行う手順を示すフローチャート、第4図は補
正変数値θ0111uと時間towuとの関係のテーブ
ルを示すグラフ、第5図は補正変数値θ0WLJと時間
towUとのその他の関係のテーブルを示すグラフ、第
6図は遅角制御水温範囲を示す線図である。 10・・・中央演算ユニット(CPU)、12・・・T
O4センサ、13・・・T24センサ、14・・・吸気
管内絶対圧(PBA)センサ、15・・・エンジン冷却
水温度(Tw)センサ、20・・・駆動回路、22・・
・点火コイル、25a−d・・・点火栓。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、有害排気ガス成分を触媒により浄化するようにした
    排気浄化装置を備えた内燃エンジンの混合気の点火時期
    をエンジンの動作パラメータに応じて設定される最適点
    火時期に基づいて制御する点火時期制御方法において、
    エンジン始動後のエンジン温度を検出し、エンジンの特
    定の運転状態を検出し、検出したエンジン温度が所定温
    度範囲内にあり、且つエンジンが前記特定の運転状態以
    外の状態にあるとき、エンジン始動時点からの経過時間
    を検出し、検出した経過時間に応じて遅角補正量を決定
    し、前記最適点火時期を決定した遅角補正量で補正し、
    斯く補正された最適点火時期により点火時期を制御する
    ようにしたことを特徴とする内燃エンジンの点火時期制
    御方法。 2、前記エンジンの特定の運転状態が検出されたとき、
    前記最適点火時期の補正を停止することを特徴とする特
    許請求の範囲第1項記載の内燃エンジンの点火時期制御
    方法。 3、前記エンジンの特定運転状態はエンジン回転数がア
    イドル回転数より高い所定回転数以上にある状態である
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項又は第2項記載
    の内燃エンジンの点火時期制御方法。 4、前記エンジンの特定運転状態はエンジンの吸気系に
    配設されたスロツトル弁の弁開度が所定開度より大きい
    状態であることを特徴とする特許請求の範囲第1項又は
    第2項記載の内燃エンジンの点火時期制御方法。 5、前記エンジンの特定運転状態は吸入空気温度が所定
    温度以下の状態であることを特徴とする特許請求の範囲
    第1項又は第2項記載の内燃エンジンの点火時期制御方
    法。 6、前記エンジンの特定運転状態はエンジン冷却水温度
    が所定温度以上の状態であることを特徴とする特許請求
    の範囲第1項又は第2項記載の内燃エンジンの点火時期
    制御方法。 7、前記エンジンの特定運転状態はエンジンがアイドル
    状態であることを特徴とする特許請求の範囲第1項又は
    第2項記載の内燃エンジンの点火時期制御方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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