JPS6232283A - 点火時期制御装置 - Google Patents

点火時期制御装置

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JPS6232283A
JPS6232283A JP17293385A JP17293385A JPS6232283A JP S6232283 A JPS6232283 A JP S6232283A JP 17293385 A JP17293385 A JP 17293385A JP 17293385 A JP17293385 A JP 17293385A JP S6232283 A JPS6232283 A JP S6232283A
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JP
Japan
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engine
ignition
knocking
advance angle
learning
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JP17293385A
Other languages
English (en)
Inventor
Tatsuro Morita
森田 達郎
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Nissan Motor Co Ltd
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Nissan Motor Co Ltd
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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】 (産業上の利用分野) 本発明は、自動車等内燃機関のノッキングを抑制しつつ
運転性を高める点火時期制御装置に関する。
(従来の技術) 内燃機関の点火時期は機関が最適に運転されるように機
関の状態に応じて決定する必要がある。
、そして、一般に機関の効率燃費を考えると最大トルク
時の最小進角、いわゆるM B T (Minimum
Advance for Be5t Torque )
付近で点火するのが最良と知られており、機関の状態に
よりMBTに点火時期を変える必要がある。
ところが、ある機関状態においては点火時期を進めて行
くとノッキングが生じ、安定な機関運転を行うことがで
きない。例えば、低速回転、低負荷時においてはMBT
より以前にノッキング限界がきている。また、ノッキン
グ限界は温度、湿度等の大気条件にも影響を受けやすい
そこで、ノッキングの有無に応じて点火時期を補正する
とともに、この補正量を学習制御するという方式のもの
が開発されている(特開昭59−138773号公報参
照)。
この装置では運転状態に応じて基本点火進角θ8を設定
するとともに、次式■に従って最終進角θ8を演算し、
このθ8を用いてノンキングを制御する。
θ1−θ、−(θKG+θK)・・・・・・■但し、θ
KGはノッキングレベルを所定レベルにするためにエン
ジン回転数と負荷とによって定まり、かつ学習制御によ
って変更される学習遅角量、θえはノッキングが発生し
たとき点火時期を遅らせ、かつノッキングが発生しなく
なったとき点火時期を進める補正遅角量である。ここで
、θには次式■に示すようにノンキング発生1回あたり
所定クランク角だけ点火時期が遅れるように演算される
θイ←θK +0.4° CA   ・・・・・・■ま
た、ノッキングが発生しなかったときは所定時間が経過
するのを待って次式■に示すように所定クランク角だけ
点火時期が進むように演算される。
θえ −θに−0,08° CA    ・・・・・・
■さらに、エンジン条件に応じた学習遅角量θKGは次
のようにして演算される。まず、エンジン回転数Nおよ
び吸入空気量Q、とエンジン回転数Nとの比Q、/Nで
定まる負荷に対応させて学習遅角量θ。を記憶させる学
習マツプを作成しておく。
−そして、NとQ、とを取込み、学習マツプ上において
現在のエンジン条件を示す点のアドレスを求め、このア
ドレスに学習制御の結果を記憶、更新していく。なお、
アドレスの中間の点は2次元補間法により決定される。
上記学習マツプの学習制御は次のようにして行う。現在
のエンジン条件に応じた学習制御の時間(例えば、48
m5ec)が経過したときには、補正遅角量θイが変更
されて所定クランク角(例えば、4°CA)を超えたか
否かを判断し、所定クランク角を超えたときにエンジン
条件に対応する学習マツプ上のアドレスの点の学習遅角
量θX0に所定クランク角(例えば、0.04°CA)
を加算する。
これにより、点火時期が遅れるように学習遅角量θKG
が学習制御される。一方、エンジン条件とは無関係な所
定の学習制御の時間(例えば、16sec)が経過した
ときには、ノッキングの有無に無関係に学習マツプ上の
全てのアドレスの学習遅角量θに6から所定クランク角
(例えば、0.01°CA)を減算して、点火時期が進
むように学習遅角量θKGを学習制御する。但し、遅角
側の学習制御の機会が少ないエンジン条件において学習
遅角量θKGが進角側となりすぎノンキングが発生する
という不具合を避けるために、軽負荷を含む特定領域内
の学習遅角量θKGの学習制御を停止しかつ該特定領域
内の軽負荷側の特定の学習遅角量θKGを一定の値とし
ている。
そして、上記のようにして変更される補正遅角量θ、と
、学習制御される学習マツプから2次元補間法により求
めた学習遅角量θ[Gとを用い前記0式に基づいて基本
点火進角θ8を補正してノンキングを制御する。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、このような従来の点火時期制御装置にあ
っては、ノッキング発生の有無に応じて基本点火進角を
補正する補正遅角量θ、が前記■、0式を満たして連続
的に変化する構成となって−いたため、例えば、第6図
(’a )に示すように補正遅角量θえの比較的進角し
ている低負荷からさほど進角する必要のない高負荷へと
急加速された直後においては、同図(b)に示すように
学習遅角量θKGはこれに追随して直ちに変化するもの
の、θ、は同図(C)に示すように段階的に変化して進
角側となりすぎる。このため、第6図(C)に斜線部で
示すように急加速直後にノッキングが発生する。
また、これとは逆に高負荷から低負荷へと変化したとき
には補正遅角量θ、が遅角側となりすぎ第6図(C)に
斜線部で示すように発生トルクの低下が継続する。この
ように、いわゆる過渡状態のときには何れの場合もエン
ジンの運転性の低下を招く。
(発明の目的) そこで本発明は、エンジンの運転条件が所定値以上の速
さで変化した場合(所定の過渡状態のとき)に遅角補正
量θヤを所定値(例えば、0°)に固定することにより
、加減速時における点火時期を適切なものとしてノッキ
ングの発生や発生トルクの低下を防止し、エンジンの運
転性を向上させることを目的としている。
(発明の構成) 本発明による点火時期制御装置はその基本概念図を第1
図に示すように、エンジンの運転状態を検出する運転状
態検出手段aと、エンジンに発生するノッキングを検出
するノック検出手段すと、エンジンが所定の過渡状態に
あることを検出する過渡状態検出手段Cと、運転状態に
基づいて基本点火進角を設定する基本進角設定手段dと
、−ノッキングが発生したとき基本点火進角を遅角側に
補正し発生していないとき進角側に補正する補正遅角量
を演算するとともに、エンジンが所定の過渡状態に移行
すると該補正遅角量を所定値に固定する遅角量演算手段
eと、ノッキングレベルを所定レベルに抑制しつつ、補
正遅角量が所定範囲の値となるように基本点火進角を補
正する学習遅角量をそのときの運転状態に応じて学習し
記t1する記憶手段fと、基本点火進角を補正遅角量お
よび学習遅角量に基づいて補正し、最終進角を決定して
点火信号を出力する最終進角設定手段gと、点火信号に
基づいて混合気に点火する点火手段りと、滲備えており
、加減速時における点火時期を常に適切なものとするも
のである。
(実施例) 以下、本発明を図面に基づいて説明する。
第2〜5図は本発明の一実施例を示す図である。
まず、構成を説明する。第2図において、■は筒内圧セ
ンサであり、筒内圧センサ1はエンジンのシリンダヘッ
ド2に螺着されている点火プラグ3の座金として形成さ
れ共線めされている。筒内圧センサ1は気筒内の燃焼圧
力を圧電素子によって電荷に変換し、電荷出力S1を出
力する。センサ出力SIはチャージアンプ4により電圧
信号S2に変換されてマルチプレクサ(MPX)5に入
力される。なお、筒内圧センサ1およびチャージアンプ
4は各気筒毎に配設される。
マルチプレクサ5は所定のタイミング毎にマイクロコン
ピュータ6から出力される切換信号Scに同期して各気
筒に対応して配設されているチャージアンプ4からの信
号S2を気筒毎に択一的に切換え、信号S3としてバン
ドパスフィルタ(BPF)7に出力する。バンドパスフ
ィルタ7は信号S3のうちノッキング振動に対応する周
波数帯(例えば、5KHz〜20KHz)の信号のみを
通過させ信号S4として整流器8に出力し、整流器8は
信号S4を全波整流(半波整流でもよい)し整流信号S
5として積分器9に出力する。
積分器9にはさらにマイクロコンピュータ6から積分区
間信号S、が入力されており、積分器9はこの積分区間
信号S、が入力されている間のみ整流信号S、を積分し
燃焼振動エネルギに関連する物理量に相当する積分値S
としてマイクロコンピュータ6に出力する。積分区間信
号Skは、例えば圧縮上死点(TDC)後10’〜45
°の範囲で出力される。したがって、積分器9は10″
ATDCになると整流信号S、の積分を開始し、45°
ATDCで該積分を停止して積分値Sをリセットする。
なお、整流信号S、の積分処理区間を限定しているのは
次の理由による。点火ノイズ、他気筒のバルブの着座振
動あるいはマルチプレクサ5の切換ノイズ等がノッキン
グによる振動に近似している場合にはこのようなノイズ
をノッキングによる振動とみなしてしまうので、正規の
ノッキングの発生が予想される区間のみに積分処理区間
を限定してノイズの影響を排除しているのである。
上記筒内圧センサ1、チャージアンプ4、マルチプレク
サ5、バンドパスフィルタ7、整流器8および積分器9
はノック検出手段10を構成している。
マイクロコンピュータ6にはさらに運転状態検出手段1
1からの信号S6が入力されており、運転状態検出手段
11はエンジンの運転状態を表すパラメータ(例えば、
絞弁開度、吸入空気量Qa、回転数N等)を検出し上記
信号S6を出力する。
マイクロコンピュータ6は過渡状態検出手段、基本進角
設定手段、遅角量演算手段、記憶手段および最終進角設
定手段としての機能を有し、CPU12、メモリ13、
I10ポート14およびA/D変換器15により構成さ
れる。A/D変換器15は積分器9の出力(積分値)S
をA/D変換してcpu12に出力し、CPU12はメ
モリ13に書き込まれているプログラムに従ってI10
ポート14やA/D変換器15より必要とする外部デー
タを取り込んだり、またメモリ13との間でデータの授
受を行ったすしながら点火時期制御に必要な処理値を演
算処理し、必要に応じて処理したデータをI10ボート
14へ出力する。I10ポート14には運転状態検出手
段11からの信号S6が入力されるとともに、110ポ
ー)14からは切換信号SC1積分区間信号Skおよび
点火信号Spが出力される。メモリ13はCPU12に
おける演算プログラムを格納するとともに、演算に使用
するデータをマツプ等の形で記憶している。点火信号S
pは点火手段16に入力されており、点火手段16は点
火コイル17、ディストリビュータ18、点火プラグ3
およびトランジスタQ1により構成される。点火手段1
6は点火信号Spに基づいてトランジスタQ1を0N1
0FF制御して点火コイル17に高電圧を発生させると
ともに、この高電圧をディストリビュータ18により各
気筒の点火プラグ3に順次分配して混合気に点火する。
次に作用を説明する。
第3図には各部の信号波形の一例を示す。すなわち、チ
ャージアンプ4の出力信号S2は筒内圧に比例して変化
し、ノッキング発生時には特有の振動成分を含む。この
電圧信号S2は同図(b)に示すようにマルチプレクサ
5により各気筒毎に合成した信号S、となり、さらにこ
の信号S、からはバンドパスフィルタフにより同図(c
)に示すようにノッキング周波数帯の振動成分のみが抽
出され信号S4となる。次いで、信号S4は同図(d)
に示すように整流器8により整流されて信号S、となり
、この信号S、が積分器9で所定区間積分され同図(e
)に示すように積分値Sが得られる。
次に、マイクロコンピュータ6により実行されるプログ
ラムの内容について説明する。
第4図はメモリ13に書き込まれているプログラムを示
すフローチャートであり、本プログラムは積分値Sの最
初のA/D変換値が得られた後、次の点火時期がI10
ポート14でセントされる間に一度実行される。具体的
には、例えば6気筒エンジンの場合、45°ATDCか
ら70°BTDCの間に実行する。
まず、P、 、pgでエンジンの過渡状態を判別する。
すなわち、Plでは燃料噴射量’rpの差値Δ’rpを
次式■に従って演算し、このΔTpが次式〇で示す所定
範囲内にあるか否かを判別する。
ΔT p = T pnew −T pold    
−・・・■但し、Tpnew:今回の噴射量 Tpold:前回のルーチン実行時の噴射量−0,5m
5ec≦ΔTp≦0.5 m5ec−■また、P2では
回転数Nの差値ΔNを次式■に従って演算し、このΔN
の絶対値IΔN1が25rpmより大であるか否かを判
別する。なお、差値ΔNは単位時間当りの回転数変化と
して算出してもよい。
ΔN = Nnew −Nold    ・・・・・・
■但し、Nnew  :今回の回転数 No1d  :前回のルーチン実行時の回転数差値Δ’
rpが0式で示す所定範囲内にありかつ1ΔN1≦25
rpmのときはエンジンが過渡状態にないと判断してP
、に進む。一方、差値ΔTpが上記所定範囲内にないと
きあるいは1ΔN l >25rpmのときはエンジン
が急加速、急減速等の運転条件の急変する過渡状態にあ
ると判断してP、に進む。
P3ではノック判定のためのスライスレベルSLを運転
条件に応じて所定のテーブルマツプからルックアップす
るとともに、今回A/D変換した積分値Sをこのスライ
スレベルSLと比較スる。
S<SLのときはノッキングが発生していないと判断し
てP、で遅角補正量θ、を次式■に従って進角補正する
θK new =θK old−Δθa・・・・・・■
但し、θKnew:今回の遅角補正量 θKold:前回の遅角補正量 Δθa:θ角:せるための微少値であり、例えばΔθa
=0.1” また、S≧SLのときはノッキングが発生していると判
断してP6で遅角補正量θ、を次式■に従って遅角補正
する。
θK new =θK old−Δθ、・・・・・・■
但し、Δθr:θ角:せるための微少値であり、例えば
Δθr=1゜ さらに、P4ではエンジンが過渡状態にあるとの判断結
果に基づき遅角補正量θにをθに=0に固定する。
このように、運転条件等に応じてP4〜P6の各ステッ
プでθ、を適切に補正した後はP、でθヤを2つの所定
値θ、いθKrと比較する。θ、くθKll (例えば
、θ□=−4°)のときはθ、が所定値以上に進角され
ていると判断して、P8でそのときの運転状態に対応す
る学習マツプ上の学習補正量θに6を次式■に従って補
正、更新する。なお、運転条件のパラメータとしてはN
とTpを用いるが、これに限らず、例えばNとTpのう
ち少なくとも一つ以上を用いるようにしてもよい。
θKG (N、 Tp) new =θKG(N、 T
p) old−Δθ3G・・・・・・■ 但し、Δθ、G:進角させるための微少値であり、例え
ばΔθaG = 0.01゜ これにより、学習マツプ上のデータであるθ6の値が学
習制御により適切に更新される。また、θKr〈θK 
(例えば、θKr=4°)のときはθ、が所定値以上に
遅角されていると判断して、P。
で同様に学習マツプ上の学習補正値θKGを次式[相]
に従って補正、更新する。
θxc (N、 T p ) new =θKG(N、
 T p ) old+Δθ、。・・・・・・[相] 但し、ΔθrG:遅角させるための微少値であり、例え
ばθ、、=0.1゜ さらに、θ□≦θえ≦θKrのときはθ、が所定範囲内
にあると判断してθKGの学習による更新を行わずにP
l。に進む。PIGではエンジンの運転状態に基づいて
基本点火進角θ6を演算する。これは、例えば所定のテ
ーブルマツプから該当する最適値をルックアップするよ
うにしてもよい。次いで、P、で次式〇に従って最終進
角θ、を演算し、Pl2でこのθ、に対応するタイミン
グで点火信号Spを出力して混合気に点火する。
θ、=08−(θKG (N、Tp)十〇、)・・・・
・・■但し、θKG (N、Tp):現在の運転状態に
対応する学習補正量 上述したプログラムによる具体的作用は第5図(a)〜
(c)のように示される。
第5図(a)に示すようにタイミングt1で絞弁が急開
すると、エンジンが急加速に伴う過渡状態に移行したと
判断されて同図(c)に示すように補正遅角量θ、が直
ちにθイー〇に固定される。
このため、最終進角θ、は実質上次式〇で表わされるよ
うに基本点火進角θ、を同図(b)に示すように変化し
ている学習補正量θKGのみによって補正したものとな
る。
θ、=θ8−θKG      ・・・・・・0したが
って、タイミングt1よりも前に補正遅角量θ、が比較
的進角している場合であっても一従来と異なりタイミン
グt1の直後は高負荷にも拘らず最終進角θiが進角側
となりすぎるのが防止されノンキングの発生が防止され
る。
、過渡区間Taは絞弁開度の急開が停止するタイミング
t2までm続し、この過渡区間Taの間θ8=0に固定
されノッキングの発生が防止される。
そして、過渡区間Taが経過すると最終進角θ。
は再びθ、とθKGによって補正され、最適進角に制御
される。
次いで、タイミングt3で絞弁が急閉して急減速に伴う
過渡区間Tbに移行すると、急加速の場合と同様に補正
遅角量θにが直ちにθ、=0に固定される。したがって
、タイミングt3よりも前に補正遅角量θにが比較的遅
角している場合であっても従来と異なりタイミングt3
の直後は低負荷にも拘らず最終進角θiが遅角側となり
すぎるのが防止され発生トルクの低下が避けられる。そ
して、この場合の過渡区間Tbも絞弁開度の急閉が停止
するタイミングt4まで継続し、タイミングt4を過ぎ
るとθつ=0という制限が解かれて最終進角θ、は再び
θ、とθKGによって補正される。
このように、所定の過渡区間Ta、Tbに移行すると加
減速何れの場合であってもθに=0に固定されるため、
点火時期が常に適切なものとなってノッキングの発生や
発生トルクの低下を防止してエンジンの運転性を向上さ
せることができる。
(効果) 本発明によれば、エンジンの加減速時における点火時期
を常に適切なものとしてノンキングの発生や発生トルク
の低下を防止することができ、エンジンの運転性を向上
させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の基本概念図、第2〜5図は本発明に係
る点火時期制御装置の一実施例を示す図であり、第2図
はその全体構成図、第3図(a)〜(e)はその各部信
号波形を示す波形図、第4図はその点火時期制御のプロ
グラムを示すフローチャート、第5図(a)〜(c)は
その作用を説明するためのタイミングチャート、第6図
(a)〜(c)は従来の点火時期制御装置の作用を説明
するためのタイミングチャートである。 6・・・・・・マイクロコンピュータ(過渡状態検出手
段、基本進角設定手段、遅角量演算 手段、記憶子°段、最終進角設定手段)、10・・・・
・・ノック検出手段、 11・・・・・・運転状態検出手段、 16・・・・・・点火手段。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 a)エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と
    、 b)エンジンに発生するノッキングを検出するノック検
    出手段と、 c)エンジンが所定の過渡状態にあることを検出する過
    渡状態検出手段と、 d)運転状態に基づいて基本点火進角を設定する基本進
    角設定手段と、 e)ノッキングが発生したとき基本点火進角を遅角側に
    補正し発生していないとき進角側に補正する補正遅角量
    を演算するとともに、エンジンが所定の過渡状態に移行
    すると該補正遅角量を所定値に固定する遅角量演算手段
    と、 f)ノッキングレベルを所定レベルに抑制しつつ、補正
    遅角量が所定範囲の値となるように基本点火進角を補正
    する学習遅角量をそのときの運転状態に応じて学習し記
    憶する記憶手段と、 g)基本点火進角を補正遅角量および学習遅角量に基づ
    いて補正し、最終進角を決定して点火信号を出力する最
    終進角設定手段と、 h)点火信号に基づいて混合気に点火する点火手段と、 を備えたことを特徴とする点火時期制御装置。
JP17293385A 1985-08-05 1985-08-05 点火時期制御装置 Pending JPS6232283A (ja)

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JP17293385A JPS6232283A (ja) 1985-08-05 1985-08-05 点火時期制御装置
US06/891,926 US4819171A (en) 1985-08-05 1986-07-31 Engine spark timing control system

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JP17293385A JPS6232283A (ja) 1985-08-05 1985-08-05 点火時期制御装置

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007188737A (ja) * 2006-01-13 2007-07-26 Sumitomo Electric Ind Ltd 複合ケーブル及び複合ケーブル加工品
US20190111866A1 (en) * 2016-06-29 2019-04-18 Yazaki Corporation Wire harness

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007188737A (ja) * 2006-01-13 2007-07-26 Sumitomo Electric Ind Ltd 複合ケーブル及び複合ケーブル加工品
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