JP2710533B2 - 点火時期制御装置 - Google Patents

点火時期制御装置

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JP2710533B2 JP34956392A JP34956392A JP2710533B2 JP 2710533 B2 JP2710533 B2 JP 2710533B2 JP 34956392 A JP34956392 A JP 34956392A JP 34956392 A JP34956392 A JP 34956392A JP 2710533 B2 JP2710533 B2 JP 2710533B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は自動車に搭載される内燃
機関の点火時期制御装置に係わり、特にディジタル制御
装置を使用した点火時期制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年のいわゆるディジタル技術の発達に
より自動車に搭載される内燃機関の制御装置としてマイ
クロコンピュータが使用されることが多い。このような
マイクロコンピュータを使用した制御装置のうち点火時
期制御装置にあっては内燃機関の回転数を検出し上死点
前の最適な進角で点火プラグに対して点火指令を出力す
るものであるが、上死点前の最適な進角を決定するため
の方法としては下記の手段を使用することが一般的であ
る。
【0003】即ちマイクロコンピュータにディストリビ
ュータに組み込まれたクランク角度センサによって検出
される所定クランク角度毎のパルスを取り込み、1つの
パルスを入力してから次のパルスを入力するまでの経過
時間を複数回計測する。そして複数回計測された経過時
間の外挿値として上死点への到達時刻を予想し、この予
想された上死点の基づき点火開始時期を決定している。
【0004】さらに点火開始時期を決定するのと同一の
タイミングで点火終了時期を定めるパルスカウンタを起
動する。従って急加速をおこなった場合のように急激な
回転数の上昇があった場合にはパルス間の間隔が急激に
変化するため、上死点への予想到達時刻が遅れてしまい
点火開始指令を出力する前に点火終了指令が出力されて
しまい、いわゆる点火抜けが発生するおそれがある。
【0005】点火抜けが発生した場合には排気ガスの性
状が悪化する、あるいはアフターバーンにより排気系が
破損するだけでなくドライバビリティの悪化をもたら
す。この点火抜けを防止するために経過時間の変化率に
より上死点への予想到達時刻を修正する手段を付加する
ものも提案されている(特開昭61−279772公報
参照)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら内燃機関
の回転数の変化が急激である場合には、点火抜けを完全
に防止することは不可能である。本発明は上記問題点に
鑑みなされたものであって、回転数の急激な変化があっ
ても点火抜けを確実に防止することのできる点火時期制
御装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】第1の発明にかかる点火
時期制御装置は、内燃機関の所定の回転角度毎にパルス
を発信するパルス発信手段と、パルス発信手段から発信
されたパルスを受信する毎に受信時刻およびパルスの順
序を表す順序番号とを記憶する記憶手段と、記憶手段に
記憶されたパルスの順序番号が第1の予め定めた所定の
番号となった時に現在の時刻にパルス発信手段から発信
されるパルスを第1の予め定めた個数計数するに要する
時間を加算して得られる予測上死点到達時刻に基づいて
予測点火時刻を演算する予測点火時刻演算手段と、記憶
手段に記憶されたパルスの順序番号が第1の予め定めた
所定の番号より大である第2の予め定めた所定の番号と
なった時にパルス発信手段から発信されるパルスを第1
の予め定めた個数より小である第2の予め定めた個数計
数するに要する時間に基づいて予測点火時刻演算手段で
演算された予測点火時刻を補正する予測点火時刻補正手
段と、を具備する。
【0008】第2の発明にかかる点火時期制御装置の予
測点火時刻補正手段は、少なくとも2つの前回サイクル
における第2の予め定めた個数計数するに要する時間と
今回サイクルにおける第2の予め定めた個数計数するに
要する時間との時間差によって予測点火時刻を補正す
る。第3の発明にかかる点火時期制御装置の予測点火時
刻補正手段は、少なくとも2つの前回サイクルにおける
第2の予め定めた個数計数するに要する時間と今回サイ
クルにおける第2の予め定めた個数計数するに要する時
間との時間差の最大値によって予測点火時刻を補正す
る。
【0009】第4の発明にかかる点火時期制御装置の予
測点火時刻補正手段は、少なくとも2つの連続する第2
の予め定めた個数計数するに要する時間によって予測点
火時刻を補正する。
【0010】
【作用】第1の発明にかかる点火時期制御装置にあって
は、現在時刻に回転パルスを第1の所定個数計数するの
に要する時間を加算して予測された上死点に基づいて演
算された予測点火時刻がその後に第2の所定個数計数す
るのに要する時間によって補正される。
【0011】第2の発明にかかる点火時期制御装置の予
測点火時刻補正手段にあっては、少なくとも1つの前サ
イクルにおける第2の所定個数計数するのに要する時間
と今サイクルにおける第2の所定個数計数するのに要す
る時間との時間差によって予測点火時刻が補正される。
第3の発明にかかる点火時期制御装置の予測点火時刻補
正手段にあっては、少なくとも2つの前サイクルにおけ
る第2の所定個数計数するのに要する時間と今サイクル
における第2の所定個数計数するのに要する時間との時
間差の最大値によって予測点火時刻が補正される。
【0012】第4の発明にかかる点火時期制御装置の予
測点火時刻補正手段にあっては、少なくとも2つの連続
する第2の所定個数計数するのに要する時間によって予
測点火時刻が補正される。
【0013】
【実施例】図1は本発明にかかる点火時期制御装置の実
施例の構成図であって、内燃機関の気筒10にはエアク
リーナ11から吸入され吸気管12および吸気弁13を
介して導かれた吸気が供給される。気筒内で発生した燃
焼ガスは排気弁14から排気管15に排出される。
【0014】気筒10上には気筒内の燃焼ガスに点火す
るための点火プラグ16および内燃機関の回転と同期し
てパルスを発信するディストリビュータ17が設置され
ている。例えば4気筒の内燃機関のディストリビュータ
17には、内燃機関の1回転毎に基準パルスを発信する
基準パルス発信器171と30°カム角度毎に回転パル
ス発信器172とが組み込まれている。
【0015】基準パルス発信器171と回転パルス発信
器172とから発信された2種類のパルスは例えばマイ
クロコンピュータで構成された制御部18に読み込ま
れ、点火プラグ16に対する点火信号は制御部18から
イグナイタ19およびディストリビュータ17を介して
出力される。図2は制御部18で実行される第1の点火
制御ルーチンのフローチャートであって、回転パルスN
eを受信する度に割り込み処理として実行される。
【0016】なお図示しないルーチンにおいて基準パル
ス発信器171から発信される基準パルスおよび回転パ
ルスNeとから、気筒の上死点で発信される回転パルス
Neを“0”とし以下1づつ“5”まで増加し、再び
“0”に復帰する順序番号が決定されるものとする。さ
らにいわゆるフリーランタイマルーチンにより回転パル
スNeによる割り込みが発生した時刻を読み取ることが
可能であるものとする。
【0017】ステップ201において、上記図示しない
2つのルーチンによって決定される回転パルスNeの順
序番号iおよび読み取り時刻T(i)が制御部内のメモ
リの所定番地に記憶される。ステップ202において今
記憶した順序番号iが“0”即ち上死点であるか否かが
判定される。
【0018】ステップ202で肯定判定されればステッ
プ203に進み、上死点回転パルス読み込み時の時刻T
(0)と順序番号iが“4”即ち上死点後120°回転
パルス読み込み時の時刻T(4)との時間差ΔT2を算
出してステップ204に進む。ステップ202で否定判
定されれば直接ステップ204に進む。
【0019】ステップ204では、今記憶した順序番号
iが“2”即ち上死点後60°の回転パルスであるか否
かが判定される。ステップ204で肯定判定されればス
テップ205に進み、上死点後120°回転パルス読み
込み時の時刻T(2)と順序番号iが“0”即ち上死点
回転パルス読み込み時の時刻T(0)との時間差ΔT0
を算出してステップ206に進む。
【0020】ステップ204で否定判定されれば直接ス
テップ206に進む。ステップ206では、今記憶した
順序番号iが“3”即ち上死点後90°の回転パルスで
あるか否かが判定される。ステップ206で肯定判定さ
れれば、ステップ207に進み次式によって演算される
予測点火時刻Tonを燃料噴射制御カウンタ(図示せ
ず。)にセットする。
【0021】Ton = 予測上死点時刻 − 点火準備
期間 − 点火進角相当時間 ここで予測上死点時刻は前回サイクル時における上死点
後60°回転パルス読み込み時の時刻のT(2)と今回
サイクル時のT(2)との差、即ち1サイクル相当時間
に現在時刻を加算することにより求めることが可能であ
る。また点火準備時間は制御部18から点火指令を出力
してから実際に点火するまでのムダ時間であって点火系
統の設計値から予め定められる。
【0022】さらに点火進角相当時間は、回転数の関数
として決定された点火進角を現在の回転数に基づき時間
に変換して決定される。その後ステップ208に進む。
ステップ206で否定判定された場合は直接ステップ2
08に進む。ステップ208では、今記憶した順序番号
iが“4”即ち上死点後120°の回転パルスであるか
否かが判定される。
【0023】ステップ208で肯定判定されればステッ
プ209に進み、上死点後120°回転パルス読み込み
時の時刻T(4)と順序番号iが“2”即ち上死点後6
0°回転パルス読み込み時の時刻T(2)との時間差Δ
T1を算出してステップ210に進む。ステップ210
において、補正時間DELTAを次式により演算する。
【0024】 ここでΔT2B、ΔT0BおよびΔT1Bは前回このル
ーチンを実行したときの時間差ΔT2、ΔT0およびΔ
T1である。
【0025】ついでステップ211において補正時間D
ELTAが正であるか否かが判定され、肯定判定されれ
ばステップ212に進む。ステップ212において、補
正予測点火時刻Toncompを次式により演算する。 Toncomp = Ton − DELTA そしてステップ213で燃料噴射制御カウンタの設定値
を補正予測点火時刻Toncompで置き換える。
【0026】ステップ214で、今回演算された時間差
ΔT2、ΔT0およびΔT1をΔT2B、ΔT0Bおよ
びΔT1Bに置き換えて、このルーチンを終了する。な
おステップ208および211で否定判定された場合は
直接このルーチンを終了する。図3は点火時期演算のタ
イミング図であって、横軸は時間を表している。
【0027】即ちiが“3”、即ち上死点後90°回転
パルス読み込み時に予測点火時刻がセットされ、補正時
間が正である時にはiが“4”、即ち上死点後120°
回転パルス読み込み時に補正予測点火時刻がセットされ
る。そして内燃機関の1サイクルに要する時間の変化量
を1サイクルを3分割して計測し、各分割毎の変化量を
加算することにより補正時間とし、補正時間が正である
場合には予測点火時刻から補正時間を減算して補正予測
点火時刻とする。
【0028】図4は第2の点火制御ルーチンのフローチ
ャートであって、第1の点火制御ルーチンのステップ2
10に代えてステップ2111と2112とが実行され
る。ステップ2111ではステップ203で求められた
時間差ΔT2、ステップ205で求められた時間差ΔT
0およびステップ209で求められた時間差ΔT1の最
大時間差ΔTを求める。
【0029】そしてステップ2112で補正時間DEL
TAを最大時間差ΔTの3倍とする。即ち第2の点火制
御ルーチンにあっては、3つの時間の変化量の内最大の
変化量の3倍を補正時間とするため、補正が大き目に行
われ点火抜けがより確実に防止される。
【0030】図5は第3の点火制御ルーチンのフローチ
ャートであって、図2に示す第1の点火制御ルーチンと
同一の番号を付したステップは同一の処理をおこなうこ
とを表している。ステップ201で順序番号iと読み込
み時刻T(i)を記憶し、ステップ206で上死点後9
0°回転パルスであると判定されれば、ステップ207
で予測点火時刻Tonをセットする。
【0031】ステップ208で上死点後120°回転パ
ルスであると判定されれば、ステップ2113に進み、
連続する4分割の時間変化量A、BおよびCが次式によ
り演算される。 A = (T4B−T2B)−(T(0)−T4B) B = (T(0)−T4B)−(T(2)−T
(0)) C = (T(2)−T(0))−(T(4)−T
(2)) そしてステップ2114で補正時間DELTAが次式に
基づいて演算される。
【0032】DELTA = A+B+C ステップ214で補正時間が正であるか否かが判定さ
れ、正であればステップ212て補正補正予測点火時刻
Toncompが演算され、ステップ213で燃料粉さ制御カ
ウンタにセットされる。そしてステップ2141で読み
込み時刻を置き換えてこのルーチンを終了する。
【0033】なおステップ208および214で否定判
定された場合は直接このルーチンを終了する。図6は第
3の点火制御ルーチンを説明するためのタイミング図で
ある。即ち第3の点火制御ルーチンによれば、補正時間
を演算する直前の1サイクル時間の変化量に基づいて補
正時間が演算されるため補正の精度を向上することが可
能となる。
【0034】図7および図8は本発明の動作を説明する
タイミング図であって、横軸に時間を、縦軸に上死点信
号、回転パルス、点火信号をとる。なお図7は内燃機関
回転数の変動が少ない状態を、図8は回転数の変動が急
激である状態を示し、実線は実動作を、点線は予測によ
る動作を示している。即ち予測点火時刻は前記のよう
に、 Ton = 予測上死点時刻 − 点火準備期間 − 点
火進角相当時間 から求められるが、図5に示すように回転数の変動が少
ない場合には予測上死点時刻の予測精度を高く維持でき
るために、実動作と予測による動作とは一致し最適なタ
イミングで点火信号をオンとすることが可能となる。
【0035】一方図6に示すように回転数が急激に上昇
する場合には、従来から使用されている1サイクルの所
要時間に基づく補正によると、予測上死点時刻の予測精
度は維持されず予測点火指令は上死点後に出力されて実
際には点火が行われず、点火抜けが発生してしまう。し
かし本発明に係る点火制御装置によれば、補正時間が1
サイクルを3分割し各分割毎の時間変化量に基づいて演
算されるため補正精度が向上し、点火抜けを確実に防止
することが可能となる。
【0036】
【発明の効果】第1の発明にかかる点火制御装置によれ
ば、ディジタル制御装置によって点火時期を制御するも
のにおいて、急激な回転数上昇が発生した場合に固定点
火モードに移行し点火抜けを確実に防止することが可能
となる。第2の発明によれば、1サイクルを複数区分に
分割した各分割毎の時間変化量に基づいて補正時間が決
定されるため、補正精度を向上することができる。
【0037】第3の発明によれば、各区分毎の時間変化
量の最大値によって補正時間が決定されるため、点火抜
けをより確実に防止することができる。第4の発明によ
れば、補正時間を演算する直前の1サイクル時間に基づ
いて補正時間が決定されるため、補正精度を一層向上す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の構成図である。
【図2】第1の点火制御ルーチンのフローチャートであ
る。
【図3】点火時期演算のタイミング図である。
【図4】第2の点火制御ルーチンのフローチャートであ
る。
【図5】第3の点火制御ルーチンのフローチャートであ
る。
【図6】第3の点火時期演算のタイミング図である。
【図7】タイミング図(回転数変動の小さい場合)であ
る。
【図8】タイミング図(回転数変動の大きい場合)であ
る。
【符号の説明】
10…気筒 11…エアクリーナ 12…吸気管 13…吸気弁 14…排気弁 15…排気管 16…点火プラグ 17…ディストリビュータ 18…制御部 19…イグナイタ

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関の所定の回転角度毎にパルスを
    発信するパルス発信手段と、 該パルス発信手段から発信されたパルスを受信する毎に
    受信時刻およびパルスの順序を表す順序番号とを記憶す
    る記憶手段と、 該記憶手段に記憶されたパルスの順序番号が第1の予め
    定めた所定の番号となった時に、現在の時刻に前記パル
    ス発信手段から発信されるパルスを第1の予め定めた個
    数計数するに要する時間を加算して得られる予測上死点
    到達時刻に基づいて予測点火時刻を演算する予測点火時
    刻演算手段と、 該記憶手段に記憶されたパルスの順序番号が第1の予め
    定めた所定の番号より大である第2の予め定めた所定の
    番号となった時に、前記パルス発信手段から発信される
    パルスを第1の予め定めた個数より小である第2の予め
    定めた個数計数するに要する時間に基づいて前記予測点
    火時刻演算手段で演算された予測点火時刻を補正する予
    測点火時刻補正手段と、を具備する点火時期制御装置。
  2. 【請求項2】 前記予測点火時刻補正手段が、少なくと
    も2つの前回サイクルにおける第2の予め定めた個数計
    数するに要する時間と今回サイクルにおける第2の予め
    定めた個数計数するに要する時間との時間差によって予
    測点火時刻を補正する予測点火時刻補正手段である請求
    項1に記載の点火時期制御装置。
  3. 【請求項3】 前記予測点火時刻補正手段が、少なくと
    も2つの前回サイクルにおける第2の予め定めた個数計
    数するに要する時間と今回サイクルにおける第2の予め
    定めた個数計数するに要する時間との時間差の最大値に
    よって予測点火時刻を補正する予測点火時刻補正手段で
    ある請求項1に記載の点火時期制御装置。
  4. 【請求項4】 前記予測点火時刻補正手段が、少なくと
    も2つの連続する第2の予め定めた個数計数するに要す
    る時間によって予測点火時刻を補正する予測点火時刻補
    正手段である請求項1に記載の点火時期制御装置。
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