JPH0385371A - 内燃機関の点火時期制御装置 - Google Patents

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〕

点火時期を機関負荷および機関回転数の関数として格子
点の形で予め離散的に記憶しておき、これら格子点から
点火時期を補間計算するようにした点火時期制御装置が
公知である（例えば特開昭６２−４８９４４号公報参照
〉。

また、機関高負荷運転時に機関出力を増大するために燃
料噴射量を増量させると共に点火時期を進角させるよう
にした点火時期制御装置が公知である。（例えば特開昭
６０−２５６５３６号公報参照）。

一方、現在では点火時期を計算するために燃料噴射量の
増量作用を考慮に入れた一つの点火時期マツプが用いら
れている。第６図（Ａ）は現在用いられている点火時期
マツプの一例を示しており、この点火時期マツプでは機
関負荷を代表する吸気管絶対圧（ｐＨ，ＰＩ３・・・〉
と機関回転数（ＮＢＩ。

Ｎ２２・・・〉の関数として各格子点における点火時期
が定められている。各格子点間の吸気管絶対圧と機関回
転数に対しては各格子点における点火時期から補間計算
される。また、第６図（Ａ）はスロットル弁が予め定め
られた設定開度よりも大きくなったときに燃料噴射量が
増量される場合を示しており、この設定開度における吸
気管絶対圧と機関回転数との関係が鎖線Ｘで示されてい
る。即ち、鎖線Ｘよりも上方の領域は燃料噴射量が増量
せしめられる領域であり、鎖線Ｘよりも上方の領域にお
ける各格子点の点火時期は同一機関負荷および回転数で
考えた場合、鎖線Ｘの下方の領域における各格子点の点
火時期よりも進角されている。これは第６図（Ｂ）を参
照することにより一層明瞭に理解しうる。第６図（Ｂ）
は成る機関回転数における吸気管絶対圧（ＰＭｌ、ＰＮ
２・・・〉と点火時期θ、との関係を示しており、鎖線
Ｘの右側において燃料噴射量が増量される。実線で示す
曲線Ｙは燃料噴射量が増量せしめられない場合の望まし
い点火時期を示しており、従って燃料噴射量が増量せし
められない場合の各格子点は曲線Ｙ上に位置する。一方
、破線で示す曲線Ｚは燃料噴射量が増量された場合の望
ましい点火時期を示しており、従って燃料噴射量が増量
された場合の各格子点は曲線Ｚ上に位置する。従って第
６図（Ｂ）から同一の機関負荷および回転数で考えると
燃料噴射量が増量されたときの点火時期が増量せしめら
れないときの点火時期よりも進角せしめられていること
がわかる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで第６図に示す点火時期マツプを用いて点火時期
を計算した場合には機関運転状態が鎖線Ｘの近傍である
場合に点火時期が望ましい点火時期から大巾にずれてし
まう。例えば第６図（Ｂ）において現在の吸気管絶対圧
がＰｌであるとするとこのとき点火時期は曲線Ｙ上の格
子点ａと曲線Ｚ上の格子点すから補間計算されるために
０点で示される点火時期となる。しかしながらこの場合
、機関の運転状態が鎖線Ｘの左側であるので望ましい点
火時期は曲線Ｙ上のｄ点となる。従って補間計算によっ
て得られた点火時期Ｃは望ましい点火時期ｄに対して進
角側にずれてしまうことになる。

一方、現在の吸気管絶対圧がＰ２であるとするとこのと
きの点火時期も曲線Ｙ上の格子点ａと曲線Ｚ上の格子点
すから補間計算されるためにｄ点で示される点火時期と
なる。しかしながらこの場合、機関の運転状態が鎖線Ｘ
の右側であるので望ましい点火時期は曲線Ｚ上のｅ点と
なる。従って補間計算によって得られた点火時期ｄは望
ましい点火時期ｅに対して遅角側にずれてしまうことに
なる。

このように第６図に示すような点火時期マツプを用いる
と鎖線Ｘの近傍において点火時期が望ましい点火時期に
対して進角側或いは遅角側にずれてしまうという問題を
生ずる。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために本発明によれば第１図の発
明の構成国に示されるように機関の運転状態に応じた点
火時期を予め格子点の形で離散的に記憶しておき、これ
らの格子点から点火時期を補間計算するようにした点火
時期制御装置において、予め定められた第１の機関運転
状態に対する点火時期を格子点の形で離散的に記憶した
第１の記憶手段Ａと、予め定められた第２の機関運転状
態に対する点火時期であって同一の機関負荷および回転
数では第１の機関運転状態の点火時期とは異なる点火時
期を格子点の形で離散的に記憶した第２の記憶手段Ｂと
、機関の運転状態に応じて第１の記憶手段又は第２の記
憶手段のいづれを用いるかを選択する選択手段Ｃと、選
択された記憶手段の格子点から機関の運転状態に応じた
点火時期を補間計算する計算手段りとを具備している。

〔作　用〕

第１の機関運転状態のときにはその運転状態に対して望
ましい点火時期を表わしている格子点から点火時期が補
間計算され、第２の機関運転状態のときにはその運転状
態に対して望ましい点火時期を表わしている格子点から
点火時期が補間計算されるので計算された点火時期は常
に望ましい点火時期となる。

〔実施例〕

第２図を参照すると、１は機関本体、２はピストン、３
はシリンダヘッド、４は燃焼室、５は点火栓、６は吸気
弁、７は吸気ポート、８は排気弁、９は排気ポートを夫
々示し、吸気ポート７は対応する枝管ｌＯを介してサー
ジタンク１１に連結される。

各枝管１０には燃料噴射弁１２が取付けられ、これら燃
料噴射弁１２からは対応する吸気ポート７内に向けて燃
料が噴射される。サージタンク１１は吸気ダクト１３を
介して図示しないエアクリーナに接続され、吸気ダクト
１３内にはスロットル弁１４が配置される。一方、排気
ポート９は排気マニホルド１５に接続され、この排気マ
ニホルド１５内に酸素濃度検出器１６が配置される。燃
料噴射弁１２および点火栓５は電子制御ユニット３０に
接続され、燃料噴射弁１２からの噴射時期および点火栓
５による点火時期は電子制御ユニット３０の出力信号に
基いて制御される。

電子制御ユニット３０はディジタルコンピュータからな
り、双方向性バス３１によって互いに接続されたＲＯＭ
　（リードオンリメモリ）３２、ＲＡＭ（ランダムアク
セスメモリ）３３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）３４
、入力ポート３５および出力ポート３６を具備する。サ
ージタンク１１にはサージタンク１１内の絶対圧に比例
した出力電圧を発生する絶対圧センサ１７が取付けられ
、この絶対圧センサ１７の出力電圧はＡＤ変換器３７を
介して入力ポート３５に入力される。酸素濃度検出器１
６は機関シリンダ内に供給される混合気がリーンのとき
は０．１ボルト程度の出力電圧を発生し、機関シリンダ
内に供給される混合気がリッチのときは０．９ボルト程
度の出力電圧を発生する。この酸素濃度検出器１６の出
力電圧はＡＤ変換器３８を介して入力ポート３５に入力
される。また、スロットル弁１５にはスロットル弁１５
が予め定められた設定開度よりも大きくなったことを検
出するスロットルセンサ１８が取付けられ、このスロッ
トルセンサ１８の出力信号が入力ポート３５に入力され
る。また、機関本体１には機関冷却水温に比例した出力
電圧を発生する水温センサ１９が取付けられ、この水温
センサ１９の出力電圧はＡＤ変換器３９を介して人力ポ
ート３５に入力される。上死点検出センサ２０は１８０
クランク角度毎に出力パルスを発生し、クランク角セン
サ２１は３０クランク角度毎に出力パルスを発生し、こ
れら上死点検出センサ２０およびクランク角センサ２１
の出力パルスが入力ポート３５に入力される。電子制御
ユニット３０内では上死点検出センサ２０およびクラン
ク角センサ２１の出力パルスから現在のクランク角が計
算され、クランク角センサ２１の出力パルスから機関回
転数が計算される。

一方、出力ポート３６は対応する駆動回路４０．４１を
介して点火栓５および燃料噴射弁１２に接続される。

第３図（Ａ）は第６図（Ａ）と同様な点火時期マツプを
示している。また第６図（Ａ）と同様に鎖線Ｘはスロッ
トル弁１４が設定開度にあるときの機関運転状態を示し
ており、鎖線Ｘの上方の領域で燃料噴射量が増量せしめ
られる。従って鎖線Ｘの上方の領域の各格子点における
点火時期は同一の機関負荷および回転数を考えると鎖線
Ｘの下方の領域の各格子点における点火時期よりも進角
されている。ところで機関の運転状態が鎖線Ｘの近傍で
ある場合には点火時期は鎖線Ｘよりも上方の領域の格子
点と鎖線Ｘよりも下方の領域の格子点から補間計算され
る。この場合において機関の運転状態が鎖線Ｘよりも下
方領域にある場合には鎖線Ｘよりも下方領域の格子点と
実線Ｍ上の格子点が点火時期の補間計算に使用される。

一方、機関の運転状態が鎖線Ｘよりも上方領域にある場
合には鎖線Ｘよりも上方領域の格子点と破線Ｎ上の格子
点が点火時期の補間計算に使用される。そこで第３図に
示す実施例では第３図（Ｂ）に示すように第３図（Ａ）
の実線Ｍを上限とする点火時期マツプＩと、第３図（Ｃ
）に示すように第３図（Ａ）の破線Ｎを下限とする点火
時期マツプ■が用いられる。点火時期マツプ■の各格子
点は燃料噴射量が増量せしめられない場合の望ましい点
火時期を表わしており、点火時期マツプ■の各格子点は
燃料噴射量が増量せしめられた場合の望ましい点火時期
を表わしている。機関の運転状態が第３図（Ａ＞の鎖線
Ｘの下方領域にある場合には第３図（Ｂ）に示す点火時
期マツプＩから点火時期が補間計算される。この場合、
点火時期マツプ■の各格子点は燃料噴射量が増量せしめ
られない場合の望ましい点火時期を示しており、従って
点火時期マップエから補間計算された点火時期は望まし
い点火時期となる。一方、機関の運転状態が第３図（Ａ
）の鎖線Ｘの上方領域にある場合には第３図（Ｃ）に示
す点火時期マツプ■から点火時期が補間計算される。こ
の場合、点火時期マツプ■の各格子点は燃料噴射量が増
量された場合の望ましい点火時期を示しており、従って
点火時期マツプ■から補間計算された点火時期は望まし
い点火時期となる。点火時期マツプＩおよび点火時期マ
ツプ■はＲＯＭ　３２内に予め記憶されており、機関の
運転状態に応じて選択的に使用される。

次にこれら点火時期マツプＩおよび点火時期マツプ■を
用いた点火時期制御について第４図および第５図を参照
して説明する。

第４図は燃料噴射時間の計算ルーチンを示しており、こ
のルーチンは一定クランク角度毎の割込みによって実行
される。

第４図を参照するとまず初めにステップ５０において絶
対圧センサ１７により検出された吸気管絶対圧と機関回
転数から基本燃料噴射時間ＴＰが計算される。次いでス
テップ５１ではスロットルセンサ１７の出力信号に基い
てスロットル弁１４の開度ＴＡが予め定められた設定開
度ＴＡ０（第３図の鎖線Ｘ〉よりも大きいか否かが判別
される。ＴＡ、ＴＡｏのときにはステップ５２に進んで
パワー増量係数Ｋｌが１．０とされ、ステップ５５に進
む。ステップ５５では次式に基いて燃料噴射時間ＴＡＵ
が計算される。

ＴＡＵ＝ＴＰ　−ＦＡＦ　　−に＋　　・Ｋ２ここでＦ
ＡＦは酸素濃度検出器１６の出力信号に基づいて空燃比
を目標空燃比に維持するためのフィードバック補正係数
であり、このＦＡＦは１．０付近の値をとる。一方、Ｋ
２は機関冷却水温等により変化する補正係数である。

ＴＡ、ＴＡ、の場合にはフィードバック補正係数ＦＡＦ
により空燃比が目標空燃比となるように燃料噴射時間Ｔ
ＡＵが定められるので空燃比が目標空燃比に維持される
。

これに対してＴＡ　＞ＴＡｏのときにはステップ５３に
進んでパワー増量係数に、がＫａ（＞　１．０　）とさ
れる。次いでステップ５４においてＦＡＦが１．０とさ
れた後にステップ５５に進む。従ってこのときには燃料
噴射量が増量され、空燃比が目標空燃比よりも小さくさ
れる。

第５図は点火時期の計算ルーチンを示しており、このル
ーチンは一定クランク角毎の割込みによって実行される
。

第５図を参照するとまず初めにステップ６０においてス
ロットル弁１４の開度ＴＡが設定開度ＴＡｏよりも大き
いか否かが判別される。ＴＡ、ＴＡ、のときには第３図
（Ｂ）に示す点火時期マツプＩの格子点から基本点火時
期θｂが補間計算される。次いでステップ６３では機関
冷却水温等により変化する補正値θ、が計算され、ステ
ップ６４に進む。ステップ６４では次式に基いて点火時
期θが計算される。

θ＝θ、十〇、 これに対してＴＡ＞ＴＡｏのときにはステップ６２に進
んで第３図（Ｃ）に示す点火時期マツプ■の格子点から
基本点火時期θ、が計算され、次いでステップ６３に進
む。

このように２つの点火時期マツプＩおよび■を機関の運
転状態において選択的に使用することにより燃料噴射量
の増量作用の有無にかかわらずに点火時期を望ましい点
火時期とすることができる。

なお、これまで燃料噴射量の増量作用の有無により望ま
しい点火時期が変化する場合について説明してきたが機
関負荷と回転数が同一の状態において異なる望ましい進
角量が存在する場合に本発明を適用することができる。

例えば軽負荷運転時のような第１の機関運転状態に対し
て望ましい進角量が存在し、その他の第２の機関運転状
態に対して望ましい進角量が存在し、機関負荷と回転数
が同一の場合について考えるとこれらの進角量が異なっ
ている場合に適用することができる。

なお、第３図かられかるように各点火時期マツプは各マ
ツプに基いて点火時期を計算するときに必要な格子点の
点火時期のみを記憶しておけば足り、全機関回転数およ
び全吸気管絶対圧に対する全格子点の点火時期を記憶す
る必要がないので記憶すべきデータの容量はさほど増大
しない。

〔発明の効果〕

格子点の形で離散的に記憶された点火時期から常に望ま
しい点火時期を補間計算することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は発明の構成図、第２図は内燃機関の全体図、第
３図は本発明の実施例において用いられている点火時期
マツプを示す図、第４図は燃料噴射時間を計算するため
のフローチャート、第５図は点火時期を計算するための
フローチャート、第６図は現在使用されている点火時期
マツプを示す図である。 ５・・・点火栓、 １４・・・スロットル弁。 １２・・・燃料噴射弁、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 機関の運転状態に応じた点火時期を予め格子点の形で離
   散的に記憶しておき、これらの格子点から点火時期を補
   間計算するようにした点火時期制御装置において、予め
   定められた第１の機関運転状態に対する点火時期を格子
   点の形で離散的に記憶した第１の記憶手段と、予め定め
   られた第２の機関運転状態に対する点火時期であって同
   一の機関負荷および回転数では第１の機関運転状態の点
   火時期とは異なる点火時期を格子点の形で離散的に記憶
   した第２の記憶手段と、機関の運転状態に応じて上記第
   １の記憶手段又は第２の記憶手段のいづれを用いるかを
   選択する選択手段と、選択された記憶手段の格子点から
   機関の運転状態に応じた点火時期を補間計算する計算手
   段とを具備した内燃機関の点火時期制御装置。