JP2548648Y2 - 内燃機関の点火時期制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は内燃機関の点火時期制
御装置に関し、より具体的には加速時に点火時期を遅角
補正して急激なトルク変動に起因する揺すり振動を低減
する様にしたものの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両の走行の加速時には機関の出力トル
クの急激な変化に対して車体が追従することができない
ことがあり、その様なときはトルクの伝達に遅れが生じ
て出力を駆動輪に伝達する駆動系、特にドライブシャフ
トに捩れを生じて揺すり振動が発生することがある。こ
れは加速感を悪化させると共に、走行安定性からも好ま
しくない。それを解消するために本出願人は先に実開平
３─３０５７６号公報において、加速時に点火時期を所
定量遅角補正すると共に、以後機関回転数が増加方向に
あるとき遅角補正した点火時期を進角方向に徐々に戻す
技術を提案している。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】上記した従来技術によ
って加速時の急激なトルク変動を効果的に低減すること
ができると共に、副次的な効果として加速時の点火時期
の追従遅れによるノックの発生をも防止することができ
るが、上記した従来技術においては遅角量を車速が低い
ほど大きくなる様に設定していたため、極低車速時から
発進、加速するときなどに失火して機関のストールを招
くことがあった。即ち、慣性モーメントは車速が低いほ
ど小さくなることから、それを補償するために低車速側
ほど遅角量を大きく設定していたが、極低車速時にあっ
ては機関出力が本来的に小さいため、発進、加速すると
き失火して機関が停止する場合があった。

【０００４】従って、この考案の目的はその改良にあ
り、極低車速からも有効に発進、加速することができる
と共に、加速時の急激なトルク変動を防止して揺すり振
動を低減する様にした内燃機関の点火時期制御装置を提
供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を解決するた
めにこの考案は例えば請求項１項に示すように、車両の
走行の加速時に点火時期を所定量遅角補正すると共に、
以後機関回転数が増加方向にあるとき前記所定量を減少
しつつ遅角補正し、よって加速時の急激な機関出力変動
を低減するようにした内燃機関の点火時期制御装置にお
いて、前記車両の走行速度を検出する車両走行速度検出
手段、および前記機関回転数を検出する機関回転数検出
手段を設け、前記所定量を、車両の走行速度が低走行速
度にあるほど小さく設定すると共に、機関回転数が所定
回転数以下にあるときは機関回転数が上昇するにつれて
増加するように設定し、機関回転数が前記所定回転数を
超えるときは機関回転数が上昇するにつれて減少するよ
うに設定する如く構成した。

【０００６】

【作用】加速時の遅角補正量を低車速にあるほど小さく
設定することから、極低車速から発進、加速するときな
ど、機関の出力トルクが本来的に小さいときも失火させ
て機関をストールさせることなく、発進、加速させるこ
とができる。また加速時には点火時期を遅角補正し、以
後、機関回転数が増加方向にあるときに進角方向に徐々
に修正することから、加速時の急激なトルク変動による
揺すり振動を低減して加速フィーリングを向上させるこ
とができる。また、遅角補正量を、機関回転数が所定回
転数以下にあるときは機関回転数が上昇するにつれて増
加するように設定し、機関回転数が前記所定回転数を超
えるときは機関回転数が上昇するにつれて減少するよう
に設定、即ち、機関出力が比較的低い定速領域では機関
出力の増加に応じて出力減少度を大きくすると共に、高
速領域では慣性モーメントが大きいことから出力減少度
を小さくするように設定するので、遅角補正量を機関出
力に応じて最適に設定することができ、機関ストールを
回避すると共に、揺すり振動を効果的に回避することが
できる。更に、副次的に加速時の点火時期の追従遅れに
よるノックの発生をも防止することができる。

【０００７】

【実施例】以下、添付図面に即してこの考案の実施例を
説明する。

【０００８】図１はこの考案に係る内燃機関のノック制
御装置を全体的に示す説明図である。同図に従って説明
すると、符号１０は６気筒等からなる車両用の多気筒の
内燃機関を示す。内燃機関１０は吸入空気路１２を備え
ており、エアクリーナ１４から流入した空気はスロット
ル弁１６でその流量を調節されつつ吸入空気路に一体的
に接続するインテークマニホルド１８に至り、インジェ
クタ２０により供給された燃料と混合してインテークポ
ート（図示せず）を介してインテークバルブ（図示せ
ず）開放時に気筒の燃焼室２２（１つの気筒のみ示す）
内に導入される。気筒燃焼室２２において混合気は点火
プラグ２４で着火されて燃焼し、燃焼ガスはエキゾース
トポート（図示せず）を介してエキゾーストバルブ（図
示せず）開放時にエキゾーストマニホルド２６からエキ
ゾーストパイプ（図示せず）を通り、そこに装着された
キャタライザ（図示せず）によって浄化された後、機関
外に放出される。

【０００９】ここで吸入空気路１２にはスロットル弁１
６下流の適宜位置において吸入空気の圧力を絶対値で測
定して機関負荷を検出する吸気圧力センサ２８が設けら
れると共に、内燃機関１０の冷却水通路の付近には水温
センサ３０が設けられて機関冷却水の温度を検出する。
また吸入空気路１２においてスロットル弁１６の付近に
はその開度を検出するスロットル位置センサ３２が設け
られると共に、吸入空気の温度を検出する吸気温センサ
３４も設けられる。更に、内燃機関１０の近傍にはディ
ストリビュータ３６が設けられると共に、その内部には
ピストン３８の上下動に伴って回転するクランク軸（図
示せず）の回転に同期して回転するパルサ及びそれに対
峙して配置されたピックアップ部材からなる角度検出用
のクランク角センサ４０が収納され、所定クランク角度
毎にパルス信号を出力する。また内燃機関１０が搭載さ
れる車両のドライブシャフト（図示せず）の付近には、
その回転速度を通じて車両の走行速度を検出する車速セ
ンサ４２が設けられる。更に、内燃機関１０のシリンダ
ブロックの適宜位置には気筒燃焼室２２から発生するノ
ックに基づく振動を検出する圧電型のノックセンサ４６
が設けられる。上記した吸気圧センサ等のセンサ２８，
３０，３２，３４，４０，４２，４６の出力は、制御ユ
ニット５０に送られる。

【００１０】図２は制御ユニット５０の詳細を示してお
り、同図に従って説明すると、吸気圧力センサ２８など
のアナログ出力は制御ユニット内においてレベル変換回
路５２に入力されて所定レベルに変換された後、マイク
ロ・コンピュータ５４に入力される。マイクロ・コンピ
ュータ５４は、Ａ／Ｄ変換回路５４ａ、Ｉ／Ｏ５４ｂ、
ＣＰＵ５４ｃ、ＲＯＭ５４ｄ、ＲＡＭ５４ｅ及び演算用
のカウンタ並びにタイマ（カウンタ及びタイマの図示は
省略した）を備えており、レベル変換回路出力はＣＰＵ
５４ｃの指令に応じてＡ／Ｄ変換回路５４ａにおいてデ
ジタル値に変換された後、ＲＡＭ５４ｅに一時格納され
る。又、クランク角センサ４０などのデジタル出力は、
波形整形回路５６において波形整形された後、Ｉ／Ｏ５
４ｂを介してマイクロ・コンピュータ内に入力される。
尚、前記したノックセンサ４６の出力は制御ユニット５
０に送出された後、ノック検出回路６０に入力される。
ノック検出回路６０はフィルタ手段６０ａ及びコンパレ
ータ手段６０ｂ並びにＤ／Ａ変換手段６０ｃを備え、そ
こでコンパレータ手段６０ｂにおいてマイクロ・コンピ
ュータよりＤ／Ａ変換手段６０ｃを通じて送出される基
準値とフィルタ手段６０ａを通じて送出されるセンサ出
力値とを比較してノックの発生状態を検出する。

【００１１】またマイクロ・コンピュータ５４において
ＣＰＵ５４ｃは周知の如く、クランク角センサ４０の出
力から機関回転数を算出すると共に吸気圧力センサ２８
の出力から機関負荷状態を判断して基本点火時期を算出
し、ノックセンサ４６から検出したノックの発生状態か
らそれを適宜補正して最終点火時期を決定し、出力回路
６２を経てイグナイタ等からなる点火装置６４に点火を
指令し、ディストリビュータ３６を介して所定気筒の点
火プラグ２４を点火して気筒燃焼室２２内の混合気を着
火する。更に、マイクロ・コンピュータ５４においてＣ
ＰＵ５４ｃは、同様に燃料噴射制御値を算出し、第２の
出力回路６６を経て燃料噴射装置６８に送出し、インジ
ェクタ２０を通じて燃料の供給を調節する。

【００１２】続いて、図３フロー・チャートを参照して
本制御装置の動作を説明する。尚、このプログラムは適
宜なクランク角度で割り込み起動される。

【００１３】先ずＳ１０において加速補正条件が成立し
ているか否か判断する。この条件としては暖機が完了し
ていて車速、機関回転数が極めて高くないことなどが挙
げられる。

【００１４】Ｓ１０において加速補正条件が成立してい
ると判断されるときはＳ１２に進み、そこで機関回転数
ＮE から前記ＲＯＭ５４ｄに格納されたＮE/θthACCRテ
ーブルを検索し、この加速補正が対象とするスロットル
開度θthACCRを検索する。図４にそのテーブルの特性を
示す。続いて、Ｓ１４に進んで前回検出した実際のスロ
ットル開度と検索したスロットル開度とを比較し、前回
検出した実際値が検索値未満であればＳ１６に進んで以
下に述べる加速補正を実施する。即ち、スロットル弁の
開閉が吸入空気量の増加を伴う領域、即ちθthACCR以下
の比較的低開度の領域（ハッチング領域）から矢印で示
す様にその上方の高開度領域（非ハッチング領域）にス
ロットル弁が踏み込まれた場合がトルクの急激な変動を
生じることから、この考案においてはその様な状態を加
速補正対象とする。

【００１５】Ｓ１６に進んだ場合、そこにおいて点火時
期の加速補正遅角量θＩＧＡＣＣＲが零であるか否か伴
断する。この値は初期値が零であるので、当然に肯定さ
れてＳ１８にジャンプし、そこでスロットル開度の変化
量ΔθＴｈ（所定時間または所定クランク角度当たりの
１階差分値）を算出して所定値ＤＴｈＡＣＣＲと比較
し、急加速状態にあるか否か判断する。即ち、所定値Ｄ
ＴｈＡＣＣＲの値を適宜に設定し、スロットル弁が緩や
かに踏み込まれる緩加速状態ではなく、トルクの急激な
変動を伴う程度の急激な加速状態を検出する。

【００１６】Ｓ１８で加速状態にあると判断されるとＳ
２０に進み、そこで検出した車速Ｖを所定値ＶACCRL 、
例えば５ｋｍ／ｈ程度の極小値、と比較し、それを超え
ていればＳ２２に進んで機関回転数ＮE からＮE/θIGAC
CR1 テーブルを検索して遅角補正量θIGACCRを決定す
る。図５にそのテーブルの特性を示す。他方、検出車速
が所定値以下であればＳ２４に進んで同様に機関回転数
から類似するＮE/θIGACCR2 テーブルを検索して遅角補
正量θIGACCRを決定する。図６にそのテーブルの特性を
示す。図５と図６から明らかな如く、遅角補正量θIGAC
CRは共に中速域（具体的には３０００ｒｐｍ付近）を境
界として異なった特性で設定し、機関出力の比較的低い
それ以下の領域では機関回転数に正比例させて機関出力
の増加に応じて出力減少度が大きくなる様に設定すると
共に、それを超える高速域においては回転数に反比例さ
せる様に設定する。即ち、この高速域では機関回転数に
ほぼ比例する車速の値が高くなって慣性モーメントが十
分大きくなっていることが予想されるので、機関回転数
に逆比例させて遅角補正量を減少させる様に設定する。
更に、極低車速域に適用される図６の特性は然らざる車
速域に適用される図５の特性に比して遅角補正量を小さ
く設定し、失火から機関ストールを生じることがない様
にする。

【００１７】続いてＳ２６に進んでダウンカウンタＣＡ
ＣＣＲをセットし、Ｓ２８で該カウンタの値が零に達し
たか否か判断する。このカウンタをいまセットしたばか
りであるので、ここでの判断は当然に否定されてＳ３０
に至り、該カウンタの値を１つデクリメントし、Ｓ３２
に進んで遅角補正量θＩＧＡＣＣＲから単位量ＤθＡＣ
ＣＲを減算して修正し、Ｓ３４に進んで点火時期θＩＧ
から遅角補正量を減算して今回の点火時期θＩＧとし、
この値で点火時期を指令して一旦プログラムを終了す
る。尚、この点火時期θＩＧは先に述べた基本点火時期
にノック補正などの他の補正を加えた値とする。またＳ
３２で述べた単位量ＤθＡＣＣＲは、車速を低速、中
速、高速に大別し、それに応じて相違させるようにして
も良い。尚、このフロー・チャートにおいて点火時期θ
ＩＧからの減算は遅角補正を、加算は進角補正を意味す
る（但し、Ｓ３２の減算は進角方向への補正を意味す
る）。

【００１８】そして次回以降のプログラムループ時にお
いてＳ１０，Ｓ１２を経てＳ１４に進み、そこでスロッ
トル開度が図４にハッチングして示した所定開度θthAC
CRを超えたと判断されてＳ３８に進む。尚、Ｓ１４で前
回検出したスロットル開度が依然所定開度θthACCR未満
と判断されるときはＳ１６を経てＳ３６に進み、そこで
否定されて同様にＳ３８に進む。そしてＳ３８において
遅角補正量θIGACCRが零ではないと判断されてＳ２８か
らＳ３４を通ってカウンタＣACCRをデクリメントしつつ
点火時期が決定、指令される。即ち、図７に示す如く、
カウンタが規定する期間ＣACCRの間は、遅角補正量を徐
々に減少しつつ、点火時期の遅角補正が継続される。

【００１９】そして幾回目かのプログラムループ時にお
いてＳ２８でカウンタＣＡＣＣＲの値が零に達したと判
断されるとＳ４０に進み、そこで機関回転数の変化量Δ
Ｎｅ（所定時間または所定クランク角度当たりの１階差
分値）を算出して所定値ＤＮＡＣＣＲと比較する。この
所定値ＤＮＡＣＣＲは機関回転数の増減方向の変化を検
出できる値を選んで使用する。Ｓ４０で機関回転数の変
化量が所定値を超えて機関回転数が増加していると判断
されるときはＳ３２に進んで遅角補正量θＩＧＡＣＣＲ
を減少補正（進角補正）し、Ｓ３４に進んで点火時期を
決定すると共に、Ｓ４０で機関回転数の変化量か所定値
以下で機関回転数が減少していると判断されるときはＳ
４２に進み、前記した点火時期θＩＧに進角補正量ＤＩ
ＧＡＣＣＡを加算して点火時期を進角補正する。尚、進
角補正量ＤＩＧＡＣＣＡは吸気温を高低２分し、高温時
の単位量を低温時のそれよりも小さく設定する。ここで
点火時期を進角補正するのは、機関回転数が増加すると
きは遅角補正すると共に減少するときは進角補正するこ
とによって機関出力の変動を均すためである。また進角
補正単位量を吸気温で決定するのはノック余裕度を考慮
するためであり、更に高温側の値を小さくするのはノッ
ク余裕度が低温側のそれに比して小さいためである。
尚、ここで言う点火時期θＩＧもＳ３４で述べた点火時
期θＩＧと同様に基本点火時期に加速補正を除く他の補
正が必要に応じて加えられた値を意味する。

【００２０】尚、図３フロー・チャートにおいてＳ１０
で加速補正条件成立が否定された場合、またはＳ１８で
加速ではないと判断された場合はＳ４４に進んで遅角補
正量θIGACCRを零とする。またＳ３８において遅角補正
量θIGACCRが零に達したと判断されたときは直ちにプロ
グラムを終了する。

【００２１】本実施例は上記の如く、加速時の急激なト
ルク変動を防止するための遅角補正において、遅角補正
量の値を車速が極低車速にあるときは然らざる場合に比
して小さくなる様に設定したことから、極低車速からの
発進、加速においても機関が失火してストールすること
がない。更に、遅角補正量の値を機関回転数に対して適
正に設定すると共に、機関回転数の増減に応じて機関出
力が増加するときは機関出力が減少する様に遅角補正す
ると共に、機関出力が減少するときは機関出力が増加す
る様に進角補正する様に構成したことから、機関出力を
滑らかに増加させることができ、揺すり振動を低減して
良好な加速感を与えることもできる。また加速時に遅角
補正することによって加速時に頻発し易いノックをも効
果的に予防することができる。

【００２２】尚、上記の実施例において、加速をスロッ
トル開度から検出したが、吸気圧力ないしは機関回転数
から検出しても良い。またカウンタＣACCRの値をプログ
ラムが起動される毎に、即ち所定クランク角度毎にデク
リメントする様にしたが、所定時間ごとにデクリメント
しても良い。

【００２３】

【考案の効果】請求項１項にあっては、極低車速から発
進、加速するときも失火を招いて機関をストールさせる
ことがないと共に、全運転領域に亘って加速時のトルク
の急激な変動を防止して滑らかに機関回転数を上昇させ
ることができ、揺すり振動を効果的に回避しつつ、良好
な加速感を与えることができる。更には、副次的な効果
として加速時の点火時期の追従遅れに起因するノックの
発生をも効果的に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案に係る内燃機関の点火時期制御装置を
全体的に示す説明図である。

【図２】図１中の制御ユニットの詳細を示すブロック図
である。

【図３】図２の制御ユニットの動作で、この考案の特徴
を示すフロー・チャートである。

【図４】図３フロー・チャートで使用する加速補正スロ
ットル開度領域を示す特性図である。

【図５】図３フロー・チャートで使用する遅角補正量テ
ーブルの特性を示す説明図である。

【図６】図５に類似するもので、極低車速時の遅角補正
量テーブルの特性を示す説明図である。

【図７】図３フロー・チャートの動作を説明するタイミ
ングチャートである。

【符号の説明】

１０ 内燃機関 ２８ 吸気圧力センサ ３２ スロットル位置センサ ３４ 吸気温センサ ４０ クランク角センサ ４２ 車速センサ ５０ 制御ユニット

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の走行の加速時に点火時期を所定量
   遅角補正すると共に、以後機関回転数が増加方向にある
   とき前記所定量を減少しつつ遅角補正し、よって加速時
   の急激な機関出力変動を低減するようにした内燃機関の
   点火時期制御装置において、 ａ．前記車両の走行速度を検出する車両走行速度検出手
   段、および ｂ ．前記機関回転数を検出する機関回転数検出手段、 を設け、前記所定量を、車両の走行速度が低走行速度に
   あるほど小さく設定すると共に、機関回転数が所定回転
   数以下にあるときは機関回転数が上昇するにつれて増加
   するように設定し、機関回転数が前記所定回転数を超え
   るときは機関回転数が上昇するにつれて減少するように
   設定することを特徴とする内燃機関の点火時期制御装
   置。