JP2810411B2

JP2810411B2 - エンジンの点火時期制御装置

Info

Publication number: JP2810411B2
Application number: JP1136643A
Authority: JP
Inventors: 裕二太田; 勝弘籾井; 健治岡本
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1989-05-30
Filing date: 1989-05-30
Publication date: 1998-10-15
Anticipated expiration: 2013-10-15
Also published as: JPH033970A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はエンジンの点火時期制御装置に関するもので
ある。

（従来技術）エンジン、特に自動車用エンジンにあっては、ノック
センサによってエンジンのノッキングを検出したとき
に、点火時期を遅角させるようにしたものが多くなって
いる。

このノックセンサを用いた点火時期制御は、一旦ノッ
キングを生じた後に行なわれる関係上、ノッキングを完
全に防止する上では十分ではない。このような観点か
ら、ノッキングを生じ易い運転状態が検出されたとき
は、見込み制御的に点火時期を所定量遅角させることが
考えられている。すなわち、ノッキングを生じ易くなる
加速時には、点火時期を所定量遅角させることが既に提
案されている（特開昭63−138164号公報参照）。

ところで、エンジンの基本点火時期というものは、エ
ンジン回転数とエンジン負荷とによって決定されるのが
一般的であり、このエンジン負荷を示すパラメータとし
てとして吸入空気量が用いられることが多い。そして、
この基本点火時期を、高度すなわち気圧によって変更す
ることも行なわれている（特開昭55−84867号公報参
照）すなわち、吸入空気量が同じでも、気圧の低い高地
では気圧の高い低地に比して空気密度が小さいため、エ
ンジンの実際の負荷というものが気圧の大小によって異
なることになり、この相違を補償するために上述のよう
に基本点火時間の変更が行なわれる（高地では低地に比
してより進角側に変更される）。

（発明が解決しようとする問題点）ところで、加速時に点火時期を遅角させるものにおい
て、高地でこの遅角を行なうと、加速性が大きく損なわ
れてしまう、ということが判明した。

このような原因を追求したところ、遅角量が大き過ぎ
るためであるということが判明した。すなわち、気圧の
大きい低地で加速時にノッキングが生じないように遅角
量を設定すると、この低地用に設定された遅角量では、
高地ではノッキング防止に必要な遅角量よりもかなり大
きい遅角量、すなわち過遅角になってしまうことになっ
ていた。

このようなことは、前述のように基本点火時期を気圧
に応じて変更したものでも同じように生じることになっ
ていた。この点を詳述すると、多用されるエンジンの運
転領域というものを考えた場合、低地では第４図実線で
示すような領域となる。一方、高地では、同じアクセル
開度であればエンジン出力が低地の場合に比して小さく
なるので、運転者はアクセルを大きく踏込む傾向にな
る。このため、多用されるエンジンの運転領域というも
のが、高地の場合は第４図破線で示すように、低地の場
合に比してより高負荷側に移行する。そして、高地での
基本点火時期設定に際しては、ベストトルクを得る上
（ノッキング限界）では進角させる余裕があるにもかか
わらず、排気ガス中のNOX低減のために、特に軽負荷時
では点火時期を十分に進角させて設定することができな
いことになる。このように、高地用の基本点火時期とい
うものが元々かなり遅角側に設定せざるを得ないので、
加速時に低地での場合と同じ値だけ遅角したのでは、過
遅角となってしまうことになる。

（発明が解決しようとする問題点）本発明は以上のような事情を勘案してなされたもの
で、加速時に点火時期を所定量遅角させるものを前提と
して、気圧の低い高地において過遅角に起因する加速性
の悪化を防止し得るようにしたエンジンの点火時期制御
装置を提供することを目的とする。

（発明の構成）上述の目的を達成するため、本発明にあっては次のよ
うな構成をしている。すなわち、点火時期を調整する点火時期調整手段と、加速を検出する加速検出手段と、前記加速検出手段により加速が検出されたとき、前記
点火時期調整手段を制御して、加速検出直後から加速検
出中の所定期間に渡って点火時期を所定量遅角させる遅
角手段と、気圧を検出する気圧検出手段と、前記気圧検出手段で検出される気圧が低いときは高い
ときに比して、前記遅角手段による遅角量を小さくする
遅角量変更手段と、を備えた構成としてある。

（発明の作用、効果）このような構成とすることにより、気圧の相違に応じ
て加速時の点火時期遅角量を最適設定することが可能と
なって、気圧の低い高地走行の場合でもノッキングを防
止しつつ加速生をも十分に満足させることができる。

とりわけ、本発明では、加速検出直後から加速検出中
の所定期間に渡って見込み制御的に点火時期を遅角させ
ることにより、加速応答性というものをも十分に満足さ
せることができるものである。

（実施例）以下本発明の実施例を添付した図面に基づいて説明す
る。

第１図において、１は４サイクル往復動型とされたオ
ットー式のエンジン本体で、このエンジン本体１は、既
知のように、シリンダブロック２とシリンダヘッド３と
シリンダブロック２のシリンダ2a内に嵌挿されたピスト
ン４とにより、燃焼室５が画成されている。この燃焼室
５には、点火プラグ６が配置されると共に、吸気ポート
７、排気ポート８が開口され、この各ポート７、８は、
吸気弁９あるいは排気弁10により、エンジン出力軸と同
期して周知のタイミングで開閉される。

上記吸気ポート７に連なる吸気通路21には、その上流
側から下流側へ順次、エアクリーナ22、吸入空気量を検
出するエアフローメータ24、スロットル弁25、サージタ
ンク26、燃料噴射弁27が配設されている。また、前記排
気ポート８に連なる排気通路28には、その上流側から下
流側へ順次、空燃比センサ29、排気ガス浄化装置として
の三元触媒30が配置されている。

第１図中31はマイクロコンピュータによって構成され
た制御ユニットで、この制御ユニット31には、前記セン
サ24からの信号の他、スイッチあるいはセンサ32、33、
34および41からの信号が入力される。スイッチ32はスロ
ットル弁25が全閉にあることを検出するアイドルスイッ
チである。センサ34はデストリビュータ36に付設されて
クランク角すなわちエンジン回転数を検出するものであ
る。センサ41は、気圧を検出するものである。

また、制御ユニット31からは、所定の信号がイグナイ
タ37に出力され。すなわち、イグナイタ37に対して所定
の点火時期信号が制御ユニット31から出力されると、点
火コイル38の一次電流が遮断されてその二次側に高電圧
が発生され、この二次側の高電圧がデストリビュータ36
を介して点火プラグ６に供給されることになる。

制御ユニット31による制御の概要について、第２図お
よび第3A図〜第3D図を参照しつつ説明する。

まず、制御ユニット31は、従来同様、エンジン回転数
と吸入空気量とに基づいて、基本点火時期を決定する。
この基本点火時期は、気圧に応じて変更され、気圧が低
いときは気圧が高いときに比して、より進角側に設定さ
れる。このような気圧に応じた基本点火時期の設定は、
気圧の大小に応じて２段階あるいは３段階以上の段階的
に行なうこともでき、また連続可変的に行うこともでき
る。

気圧が大きいことを前提として、加速時における点火
時期の進角制御は、第２図に示す加速態様Ａ〜Ｄに応じ
て変更される。すなわち、加速態様Ａは、エンジン回転
数が1500rpm以下のときで、スロットル全閉状態から加
速したときであり、この時の点火時期の遅角は第3A図の
ように行われる。加速態様Ｂは、エンジン回転数が1500
rpm以下のときで、スロットル弁25が既に開いている状
態から加速したときであり、この時の点火時期の遅角は
第3B図のように行われる。加速態様Ｃは、エンジン回転
数が1500rpmより大きくてかつ2500rpm以下のときで、ス
ロットル全閉状態から加速されたときであり、この時の
点火時期の遅角は第3C図のように行われる。加速態様Ｄ
は、エンジン回転数が1500rpmよりも大きくかつ2500rpm
以下のときで、スロットル弁25が既に開いている状態か
ら加速したときであり、この時の点火時期の遅角が第3D
図のように行われる。

第3A図を代表して、加速時の遅角について説明する
と、先ず加速検出時には、遅角量として大きな初期値が
設定される。この後、点火毎に遅角量が減少されて、所
定の終値となった後に、加速時の遅角制御終了というこ
とで遅角量が零にリセットされる。このようなことは、
第3B図〜第3D図についても同じである。そして、遅角量
は、大きい方から小さい方に順に、第3A図、第3B図、第
3C図、第3D図となっている。このような加速態様に応じ
た遅角量の相違は、次のような理由による。先ず、第１
に、スロットル全閉状態からの加速時の方が、スロット
ル弁25が既に開いている状態からの加速時よりも吸入空
気量の増大量が大きい、すなわちノッキングを生じ易い
ということから、遅角量は、第3A図の方が第3B図よりも
大きくされ、第3C図の方が第3D図よりも大きくされる。
また、エンジン回転数が小さい方が大きいときよりもノ
ッキングを生じ易いということで、遅角量は、第3A図の
方が第3C図よりも大きくされ、第3B図の方が第3D図より
も大きくされる。

上述した加速態様Ａ〜Ｄに応じた第3A図〜第3D図に示
すような遅角は、気圧の小さい場合には無条件に実行さ
れる。これに対して、気圧がある所定値（例えば高度10
00mに対応した気圧）よりも小さいときは、加速態様Ａ
のときは気圧の大きいときと同様に第3A図に示すように
遅角が行われるが、残る加速態様Ｂ〜Ｄのときは加速時
の遅角を行わないようにしてある（遅角量が零）。ただ
し、気圧の小さいときは、例えば第3A図に高地（破
線）あるいは高地（一点鎖線）として示すように、気
圧が大きいときに比して遅角量が小さくなるようにし
て、加速時の遅角そのものは実行するようにしてもよ
い。

次に、第５図に示すフローチャートを参照しつつ、加
速時における点火時期の遅角量決定について説明する。
なお、以下の説明でＳはステップを示す。

先ず、S1において、エンジン回転数Ｎ、吸入空気量
Ｑ、大気圧Ｐおよびアイドルスイッチ32の作動状態が読
み込まれる。この後、S2、S3の判別によって、制御サイ
クル１回前の吸入空気量の増大量ΔＱが所定のしきい値
よりも小さく（S2の判別がYES）、かつ今回の吸入空気
量の増大量ΔＱが当該所定のしきい値以上であるとき
（S3の判別がYES）は、加速時であるとされる。

加速時であると判定されたときは、S4において、アイ
ドルスイッチ32がON状態からOFF状態へ移行してから所
定時間内であるか否か、すなわちスロットル全閉状態か
らの加速時であるか否かが判別される。このS4の判別で
YESのときは、エンジン回転数と気圧とに基づいて、遅
角の実行条件が決定される。すなわち、エンジン回転数
が1500rpm以下のときは、気圧の大小に拘らずS6におい
て第3A図に示すような遅角を実行する条件が成立したも
のと判定される。また、エンジン回転数が1500rpmより
も大きくて2500rpm以下のときは、気圧Ｐが所定のしき
い値P₀よりも大きいときを条件にして（S8、S9の判別が
共にYES）、第3C図に示すような遅角を実行する条件が
成立したものと判定される。このように、S6あるいはS1
0で遅角を実行すべきと判定されたときは、S7におい
て、判定された実行条件（第3A図あるいは第3C図）に基
づいて遅角量が決定される。そして、エンジン回転数が
2500rpmよりも大きいとき（S8の判別がNOのとき）、あ
るいはエンジン回転数が1500〜2500rpmの間にあるも気
圧Ｐがしきい値P₀よりも小さいとき（S9の判別がNOのと
き）は、遅角を行なわないものとしてそのままリターン
される。

一方、前記S4の判別がNOのときは、第２図に示す加速
態様ＢあるいはＤのときが考えられるときである。この
ときも、エンジン回転数と気圧とに基づいて、遅角の実
行条件が決定される。すなわち、エンジン回転数が1500
rpm以下のとき（S11の判別でYESのとき）は、気圧Ｐが
しきい値P₀以上であることを条件として（S12の判別がY
ESのとき）、S13において第3B図に示すような遅角を実
行する条件が成立したものと判定され、また気圧ＰがP₀
よりも小さいときは遅角を行なわないものとしてそのま
まリターンされる。エンジン回転数が1500rpmよりも大
きくてかつ2500rpm以下であるときは（S14の判別がYES
のとき）、気圧ＰがP₀以上であるとき（S12の判別がYES
のとき）にS16において第3D図に示すような遅角を実行
する条件が成立したものと判定され、気圧ＰがP₀よりも
小さいときは遅角を行なわないものとしてそのままリタ
ーンされる。さらに、エンジン回転数が2500rpmよりも
大きいとき（S14の判別がNOのとき）は、気圧の大小に
拘らず遅角を行なわないものとしてそのままリターンさ
れる。勿論、S13あるいはS16において遅角を実行すべき
と判定されたときは、S7において、この判定された遅角
実行条件（第3B図あるいは第3D図）に基づいて遅角量が
決定される。

以上実施例について説明したが、気圧が低いときは気
圧の高いときに比して加速の判定レベルを大きくするよ
うにしてもよい（例えば第５図S3、S4のしきい値を、気
圧が低い方が気圧が高いときよりも大きい値とする）。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す系統図。第２図は加速態様を示す説明図。第3A図〜第3D図は加速態様に応じた遅角量の設定例を示
す図。第４図は低地と高地とで多用されるエンジンの運転領域
の相違を示す図。第５図は本発明の制御例を示すフローチャート。第６図は本発明の構成をブロック図的に示す図。 1:エンジン 6:点火プラグ 24:センサ（吸入空気量） 25:スロットル弁 31:制御ユニット 32:アイドルスイッチ 34:センサ（エンジン回転数） 37:イグナイタ 38:点火コイル 41:センサ（気圧）

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F02P 5/15

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】点火時期を調整する点火時期調整手段と、加速を検出する加速検出手段と、前記加速検出手段により加速が検出されたとき、前記点
火時期調整手段を制御して、加速検出直後から加速検出
中の所定期間に渡って点火時期を所定量遅角させる遅角
手段と、気圧を検出する気圧検出手段と、前記気圧検出手段で検出される気圧が低いときは高いと
きに比して、前記遅角手段による遅角量を小さくする遅
角量変更手段と、を備えていることを特徴とするエンジンの点火時期制御
装置。