JPS5968565A - 点火時期制御によるエンジンラフネスの軽減方法 - Google Patents

点火時期制御によるエンジンラフネスの軽減方法

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JPS5968565A
JPS5968565A JP57178098A JP17809882A JPS5968565A JP S5968565 A JPS5968565 A JP S5968565A JP 57178098 A JP57178098 A JP 57178098A JP 17809882 A JP17809882 A JP 17809882A JP S5968565 A JPS5968565 A JP S5968565A
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Toshiaki Motoi
許斐 敏明
Tsuneji Ito
伊藤 恒司
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/1455Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means by using a second control of the closed loop type
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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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】 本発明はエンジンラフネスの軽減方法、詳しくは点火時
期を制御することによるエンジンラフネスの軽減方法に
関するものである。
近年、自動車関連技術の発達は目覚しく、燃料消費率(
以下燃費率と呼ぶ)の改善、排ガス中の有害成分の低減
、運転のし易さや走行の安定性と言ったいわゆるドライ
バビリティ(運転性)の向上等が追究され、より優れた
自動車が提供されつつある。
またドライバビリティ向上の一つとしてエンジンの各気
筒毎の出力の一変動や気筒間の出力のバラツキによって
生ずるエンジンラフネス(不安定なエンジン回転やエン
ジンの振動を表ねり)の軽減が挙げられる。
一方、点火時期は最も図示平均有効圧Piの高い、即ち
最大トルクを得られる、最小点火進角値(M B T 
: M inimum  advance  for 
 B estTorque )に制御することが燃費率
上好ましい。
しかしながら、エンジンの冷間時の暖は運転や排ガス(
特にN0x)対策のために点火時期をMBTより遅角す
る場合が通常行なわれているが、その場合第1図に示す
ように特に各気筒の図示平均有効圧P1がサイクル間で
変動する(以下リーイクル間変動と呼ぶ)時に二[ンジ
ンラフネスが生ずると言う問題があった。
従来、トルクセンサや回転センサ等を用いてエンジンの
出力軸より前記エンジンラフネスを検出して全気筒−律
に点火時期を制御することによりエンジンラフネスを軽
減する方法等が行われでいるが、各気筒毎の精緻な制御
を行うことはできず、結局ある程度以上のエンジンラフ
ネスを軽減することは無理であり、また強いて軽減しよ
うとすれば排ガス中の有害成分であるNOxが増加する
と言う問題があった。
本発明は、前述の問題を解決する目的で鋭意検討の結果
なされたもので、かかる目的はエンジン出力に相関する
図示平均有効圧PI3即ち第2図で示す如き気筒内の燃
焼圧の指、圧線図に沿って同図中の出力として作用する
Saそ表わす面積よりポンプ仕事として作用するsbで
表わす面積を減じ、これを行程容積で除した値[数式で
表わせばPi = (Sa −8b )/Vhとなる。
但しvhは行程容積を表わす]を各気筒、各サイクル毎
に検出し、検出した図示平均有効圧より各気筒毎の図示
平均有効圧のサイクル間変動を求め、当該サイクル間変
動に基き各気筒の点火時期を制御することを特徴とする
点火時期制御によるエンジンラフネスの軽減方法によっ
て達成される。
以下に本発明を、一実施例を挙げて図面と共に説明する
まず第3図は本発明方法が適用された実施例のエンジン
(4サイクル、4気筒の場合を示す)及びその周辺装置
の概略を表わす模式図である。同図において、1はエン
ジン、2はクランク軸に直結されたクランク信号発生用
円板で円板外周には例えばマグネットが等間隔に配設さ
れたものを表わしている。3は例えばピックアップコイ
ルからなるクランク信号センサで前記クランク信号発生
用円板2の回転に同期してクランク信号を発生するもの
を表わす。4は各気筒の点火プラグ4aに一体化されて
気筒内の圧力、即ち燃焼圧を検出する燃焼圧センサ(但
し、点火プラグ4aとは別個に設けても良い)、5は点
火プラグ4aに点火用の高圧電流を供給するディストリ
ビュータを表わす。そして6はインテークマニホールド
、7はエンジン負荷を検出するための負荷センサである
スロットル開度センサを夫々表わしている。
更に、8は燃焼圧センサ4及びクランク信号センサ3の
検出信号を増幅する入力インピーダンスの高い増幅器、
9は増幅器8を介して出力される燃焼圧信号及びクラン
ク信号より図示平均有効圧を算出するPiメータ、10
はマイクロプロセッサを含む制御回路を夫々表わしてい
る。
また、制御回路10は第4図で示ずように入カポ−1−
10a、出力ポート10b、入・出力データや演算デー
タを一時的に記憶するRAM (ランダムアクセスメモ
リ>100.制御プログラムや制御用のデータを格納す
るROM(リードオンリメモリ)10d、データの演算
処理、制御0をROM10d内の制御プログラムに従っ
て行うマイクロプロセッサ、即ちCPU (セントラル
プロセシングユニット110e、これら各県子を結び信
号の伝送路とされるパスライン10f1及び出力ポート
10bから出力される点火信号に基づきディストリビュ
ータ5に高圧電流を送るイグナイタ10g力日ら構成さ
れている。
以上のJ:うに構成された本実施例の作用について説明
すると、まずエンジン1が始動されるとクランク軸が回
転し、クランク信号レンザ3より出力されるクランク信
号と共に燃焼圧センサ4がらの各気筒の燃焼圧信号が増
幅器8に送られ、増幅された夫々の信号はP1メータ9
に送られ、各気筒の図示平均有効圧P1が締出され、更
にこの図示平均有効圧Pi と共にクランク信号が制御
回路10に送られる。また制御回路1oにはスロツl〜
ル開度センサ7がらスロットル開度信号が送られている
そして制御回路1oにおいてはROM10d内の制御プ
ログラムに従ってクランク信号よりエンジン回転数Nが
算出され、更にPiメータ9により算出された図示平均
有効圧、スロットル開度センサ7により検出されたスロ
ラミ〜ル聞度等に基ぎ現エンジン状態に適する点火時期
が設定され、当該設定値に基き、クランク角信号に同期
して高圧点火電流がディストリビュータ5を介して各気
筒点火プラグ4aに送られる。以後]レジン稼動中は同
様の制御が繰り返し行われる。
また点火時期を制御するに際し、第5図で示すJ、うに
図示平均有効圧[〕iのサイクル間変動が予め定められ
た、エンジン負荷と、エンジンラフネスの許容値に対応
する値S1 〈エンジン負荷に応じてS+ ’〜S1/
/で示す値であり、以下単に許容値S1と呼ぶ。)より
小さいか、若しくは第6図で示すように図示平均有効圧
Piの気筒間のバラツキを示1−気筒間較差が予め定め
られた、エンジン負荷と、エンジンラフネスの許容値に
対応する値S2(エンジン負荷に応じて827〜S2“
で示す値であり、以下単に許容値S2と呼ぶ。)より小
さくプれば、図示平均有効圧Piのザイクル間変動若し
くは気筒間較差によって生ずるエンジンラフネスは許さ
れる範囲内であるとされることから、点火時期は通常の
点火時期で制御される。
尚、Piメータ9において、図示平均有効圧Piを算出
する場合、各気筒行程容積の一定量変化(例えば1サイ
クル7200分の行程容積を100分割した値)毎にク
ランク信号センサ3より信号を出力するようにし、この
信号をサンプリング信号として燃焼圧センサ4より検出
された燃焼圧をサンプリングすれば、第2図で示す指圧
線図で囲まれた部分581Sbより求められる図示平均
有効圧Piは、 (Vh :行程容積、△V:容積変化、Pθ:クランク
角0での燃焼圧)上式で示す如く加11iiを中心とす
る簡単な演算によって求めることが可能どなり、演算ス
ピードが高速化される。
次に本実施例の要部と4fる制御プログラムの一例を説
明する。第7図は各気筒における−1jイクル間の判定
制御のフローチャートを表わす。本図に表わされている
処理は制御回路10の一連の各種判定制御処理の一部と
してサブルーチンの形で表現されている。ここにおいて
31はm番気筒の図示平均有効圧Pi  (以下単にP
iとも呼ぶ)のサイクル間変動Smを、n回のサイクル
における各サイクルのPi  (Pij:j =1.2
.3、・・・)とm番気筒のPiの4ナイクル総和平均
Pimから、の計算式を用いて算出するステップ、32
はステップ31で求めたSmと前出サイクル間変動の許
容値S1との値を比較判定するステップ、33は該当気
筒の点火時期τmを一定量(α: 例えば1°)漸減(
進角)させるステップ、34はROM上の図示していな
いマツプからその時の例えばスロツl−ル開度、エンジ
ン回転数によって定まる値を検索するか若しくはスロッ
トル開度等より公知の演算式に従って算出したベース点
火時期τ0と実際に制御される点火時期τmとの比較を
行うステップ、35はステップ33とは逆にτ■をα漸
増(遅角)させるステップ、36は点火時期τmをベー
ス点火時期τ0とするステップを表わす。
ここで、自動車が走行中、制御プログラムの処理が本ル
ーチンに入ってくると、まずステップ31にてml気筒
のPiの一部サイクル回数間でのサイクル間変動3mを
前記式(1)から算出する。
次いでステップ32に至り、許容値S1とSmとを比較
し、3mが$1以下であれば、ステップ33に進みτm
をα分減少して本ルーチンの処理を終え、逆に81を越
えれば次のステップ34へ移る。
次のステップ34において点火時!01τmとベース点
火時期τ0の大小が比軸され、τmがτ0より小さけれ
ばステップ35に進み、τmをα分増加して本ルーチン
の処理を終え、一方τmがτ0以上であれば、ステップ
35にて実際の点火時期τmをベース点火時1■τ0そ
のものどし”C本ルーチンの処理を終える。次いで他の
気筒も同様に本ルーチンにより処理される。
以上の処理により各気筒のサイクル間変動はSlよりも
少なく抑えられると共に、ベース点火時期τ0若しくは
それに近づ゛くよう点火時期τmが制御され、その結果
エンジンラフネスの許容される範囲内まで、出力及び燃
費を高めて、エンジンが運転されることになる。
尚、本実施例においては、図示平均有効圧のすイクル間
変動を抑制すると共に、図示平均有効圧の気筒間較差を
も是正し、それによって更にエンジンラフネスを少なく
抑えている。次にこの気筒間較差を是正する制御プログ
ラムを示すフローチャーi〜を第8図に示す。本図に表
わされている処理は前述した第7図のフローチャートと
同様、一連の各種判定制御処理の一部としてサブルーチ
ンの形で表現され、通常第7図のフローチャートによる
処理の後に実行される。ここにおいて、41は夫々の気
筒のある1サイクルにおける各気筒のPlから最高のP
iと最低のPi との較差P1 ′を算出するステップ
、42は前出気筒間較差の許容値S2と上記Plmとの
値を比較判定するステップ、43は全気筒のPi総和平
均riを算j上するステップ、44はm番目の気筒の図
示平均有効圧pimと上記Piとを比較判定するステッ
プ、45はm番目の気筒の点火時期τmをβ(例えば0
゜5°)分だけ漸増させるステップ、46はτmをβ分
だけ漸減させるステップを表わす。
ここで、処理が本ルーチンに入ってくると、まず、ステ
ップ41にてPl ′が算出され、次いでステップ42
に至り、前出S2とPl −どの比較を行い、もしPi
 −が82以下であれば、気筒間較差によるエンジンラ
フネスは許容値以下と判定し、何の処理も行わず、ある
いは現状維持の処理を行って、本ル〜ヂンを抜ける。
ステップ42にてPl −がS2を越えている場合、次
のステップ43にて■1が算出され、次いでステップ4
4に至る。ステップ44にて各気筒毎に判定処理が行わ
れる。例えば、m番目の気筒の図示平均有効圧P1mと
Plとを比較し、もし、PimがPiを越えていると判
定された場合、処理はステップ45に移り、m番目の気
筒の点火時期τmをβ分だけ漸増してPimを下げる。
又、PimとPlが等しいと判定された場合、処理は何
も行わずあるいは現状維持の処理を行う。又、Plmが
11未満と判定された場合、処理はステップ46に移り
、m番目の気筒のτmをβ分だけ漸減してPimを上げ
る。次いでm+1番目の気筒に移り、同様な処理を行う
。このようにして、1番目の気筒からはじめて全ての気
筒の点火時期を進角若しくは遅角調整することによって
点火時期の制御を行いその後、本ルーチンを抜ける。こ
のようにして各気筒のPiをpiに近づけることにより
Pi−が82以下となるようエンジンが制御され、気筒
間の差異により生ずるエンジンラフネスが許容値内にお
さえられる。
即ち、第7図及び第8図に示す処理が組み合わされるこ
とにより、エンジン全体がその負荷状態に応じて、エン
ジンラフネスの許容値内により緻密に制御され、エンジ
ン回転を円滑にすることができ、排ガス中の有害成分の
増加を抑制できる。
以上詳述したように本発明の点火時期制御によるエンジ
ンラフネスの軽減方法は、多気筒エンジンの各気筒毎の
各サイクル毎の図示平均有効圧を検出し、検出した図示
平均有効圧より各気筒毎の図示平均有効圧のサイクル間
変動を求め、当該サイクル間変動に基ぎ各気筒の点火時
期を制御することを特徴としている。
このため本発明方法によれば、気筒毎のサイクル間変動
を抑え、かっ気筒間の図示平均有効圧のバラツキを抑え
ることによってエンジンラフネスの発生を精緻に抑制し
てドライバビリティを向上し、かつ排ガス中の有害成分
の発生を低く維持することが可能となり、エンジンラフ
ネス発生に伴うエンジン及びその周辺部品の損耗を防ぐ
ことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は点火時III]と図示平均有効圧のサイクル間
変動との相関を示す説明図、第2図は指圧線図、第3図
は本発明方法が適用された]−ンジン及びその周辺装置
の概略を示す模式図、第4図は制御回路を示ずブロック
図、第5図はエンジンラフネスと図示平均有効圧のカイ
クル間変動の相関を示す説明図、第6図はエンジンラフ
ネスと図示平均有効圧の気筒間較差の相関を示す説明図
、第7図及び第8図は制御プログラムを示寸フローチャ
ートを示すものである。 1・・・エンジン  3・・・クランク信号セン→ノ4
・・・燃焼圧センサ 4a・・・点火プラグ 6・・・ディス1〜リビユータ 8・・・増幅器   9・・・Piメータ10・・・制
御回路 10e・・・CPU代理人 弁理士 定立 勉 l(力・1ろ 第1図 TDCMBT 8で、 νξ 日う10弓  (0) 針         進み 第2図 第3図 第5図 図デ1千1勺不1安力1己Pρ六rイクノしMt費力図
示平狗羽効斤Plの気箇間畝美 第7図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 多気筒エンジンの各気筒の各ナイクル毎に図示平均有効
    圧を検出し、検出した図示平均有効圧より各気筒毎の図
    示平均有効圧のサイクル間変動を求め、当該サイクル間
    変動に基き各気筒の点火時期を制御することを特徴とす
    る点火時期制御によるエンジンラフネスの軽減方法。
JP57178098A 1982-10-08 1982-10-08 点火時期制御によるエンジンラフネスの軽減方法 Granted JPS5968565A (ja)

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