JP2000064936A - エンジンの点火制御装置 - Google Patents

エンジンの点火制御装置

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JP2000064936A JP10237656A JP23765698A JP2000064936A JP 2000064936 A JP2000064936 A JP 2000064936A JP 10237656 A JP10237656 A JP 10237656A JP 23765698 A JP23765698 A JP 23765698A JP 2000064936 A JP2000064936 A JP 2000064936A
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angle
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博和 清水
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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
    • F02P3/00Other installations
    • F02P3/02Other installations having inductive energy storage, e.g. arrangements of induction coils
    • F02P3/04Layout of circuits
    • F02P3/045Layout of circuits for control of the dwell or anti dwell time
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ポジションセンサの故障時に、制御基準信号か
らの時間計測によって点火コイルへの通電タイミングを
制御するときに、通電開始後にエンストが発生しても、
点火コイルに通電したままになることを防止する。 【解決手段】点火直前の制御基準信号から点火時期まで
の角度として点火時期FADVを演算する(S4)。そ
して、エンジン回転速度REVが所定回転速度以下であ
って(S5)、要求通電角度TDWLL(S3)が前記
点火時期FADVよりも大きい場合には(S6)、点火
時期FADVを通電角度TDWLLとする(S7)。こ
れにより、制御基準信号に同期して点火コイルへの通電
を開始させる一方、点火時期FADVに相当する時間の
経過を前記制御基準信号から計測して、点火コイルへの
通電を遮断させ点火を行わせる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの点火制
御装置に関し、詳しくは、点火コイルの通電制御タイミ
ングを制御基準信号からの時間計測によって検出して行
われる点火制御に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、制御基準となる各気筒の基準
ピストン位置毎に検出信号を出力するカムセンサ又はク
ランク角センサを設け、該センサからの検出信号を基準
位置信号として、又は、前記センサからの検出信号に基
づいて基準位置信号を発生させて、エンジンの点火時期
(点火コイルへの通電タイミング)を制御することが行
われている。
【0003】具体的には、点火時期をエンジン負荷,エ
ンジン回転速度等によって決定する一方、バッテリ電圧
等に応じて通電時間を決定し、該通電時間をそのときの
エンジン回転速度によって通電角度に換算して、点火時
期から前記通電角度だけ前の角度位置を通電開始時期と
して決定する。そして、前記カムセンサ又はクランク角
センサの他に、単位クランク角度毎の単位角度信号を出
力するセンサを備える場合には、前記基準位置信号の発
生時点を基準として単位角度信号の発生数をカウントす
ることで、通電開始時期及び通電遮断時期(点火時期)
を検出し、点火コイルへの通電を制御する。
【0004】また、前記単位角度信号を出力するセンサ
の故障時や該センサを備えない構成の場合には、最新の
基準位置信号から制御タイミングまでの角度をそのとき
のエンジン回転速度に基づいて時間に換算し、前記基準
位置信号からの時間計測によって制御タイミングを検出
し、点火コイルの通電開始,通電遮断を制御する。例え
ば点火時期と通電角度から設定される点火コイルへの通
電開始時期が、点火時期直前の基準位置信号の前である
場合には、点火時期直前の基準位置信号よりも1つ前に
出力される基準位置信号からの時間計測により通電開始
時期を検出して点火コイルへの通電を開始し、次の基準
位置信号(点火時期直前の基準位置信号)を基準とする
時間計測により通電遮断時期、即ち、点火時期を検出し
て点火コイルへの通電を遮断するようにしていた(図4
参照)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の時間計
測による点火時期制御において、点火コイルへの通電を
開始した後でエンストが発生し、通電遮断時期の計測基
準となるべき基準位置信号が出力されない状態となる
と、エンスト判定に基づいて通電遮断の処理がなされる
までの間点火コイルが通電状態のまま放置され(図4参
照)、これによって、点火コイルの温度が上昇して劣化
を早めるなどの惧れがあった。
【0006】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、最新の基準位置信号を計測基準とする時間計測に
より点火コイルの通電制御タイミングを検出する構成に
おいて、たとえエンストが発生しても、点火コイルへ通
電したままの状態になってしまうことを回避できる点火
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】そのため請求項1記載の
発明は、基準ピストン位置毎に制御基準信号を発生させ
る制御基準信号発生手段を備え、前記制御基準信号の間
の通電制御タイミングを、直前の制御基準信号からの時
間計測によって検出して、点火コイルへの通電を制御す
るよう構成されたエンジンの点火制御装置であって、エ
ンジン回転速度が基準速度以下であるときに、要求通電
角度に優先して、点火時期の直前の制御基準信号以降に
前記点火コイルへの通電開始時期を設定する構成とし
た。
【0008】かかる構成によると、点火コイルへの通電
開始時期と通電遮断時期とが、同じ制御基準信号に基づ
いて検出されることになるので、通電開始後にエンスト
が発生しても、時間計測を継続させることで通電遮断時
期が検出され、点火コイルへの通電が遮断されることに
なる。請求項2記載の発明では、エンジン回転速度が基
準速度以下であって、点火時期の直前の制御基準信号か
ら点火時期までの角度よりも要求通電角度が大きいとき
に、点火時期の直前の制御基準信号から点火時期までの
角度を通電角度とし、点火時期の直前の制御基準信号に
同期して点火コイルへの通電を開始させる構成とした。
【0009】かかる構成によると、各気筒の点火時期直
前の制御基準信号よりも前に通電を開始させる必要があ
るときには、強制的に前記制御基準信号に同期して通電
を開始させる設定に変更し、点火時期直前の制御基準信
号に同期して開始させた通電を、同じ制御基準信号から
の時間計測に基づいて遮断させて点火を行わせる。請求
項3記載の発明では、単位クランク角度毎のポジション
信号を発生させるポジション信号発生手段を備え、該ポ
ジション信号発生手段の正常時には、前記ポジション信
号の発生数に基づく角度検出によって前記点火コイルへ
の通電制御タイミングを検出し、前記ポジション信号発
生手段の故障時に、前記制御基準信号からの時間計測に
よって前記点火コイルへの通電制御タイミングを検出さ
せる構成であり、前記ポジション信号発生手段の正常時
における要求通電角度に対して前記ポジション信号発生
手段の故障時における要求通電角度を増大補正する構成
とした。
【0010】かかる構成によると、ポジション信号が正
常に出力されるときには、制御基準位置からのポジショ
ン信号の発生数をカウントすることで、点火コイルへの
通電開始時期及び通電遮断時期(点火時期)を検出し
て、点火コイルの通電を制御するが、ポジション信号発
生手段が故障してポジション信号が正常に出力されなく
なると、制御基準信号から通電開始時期及び通電遮断時
期までの角度を時間計測によって検出するが、該時間計
測によって角度位置を検出させる場合、ポジション信号
発生手段の正常時に比べて要求通電角度を増大補正す
る。
【0011】
【発明の効果】請求項1記載の発明によると、同じ制御
基準信号に基づく時間計測によって通電開始時期と通電
遮断時期を検出して点火コイルへの通電を制御するの
で、通電開始後にエンストが発生しても、時間計測の継
続によって通電遮断を確実に行わせることができ、点火
コイルが通電されたままに放置されることを回避できる
と共に、該制御を低回転時にのみ実行することで不必要
に通電角度が制限されることがなく、また、単位角度当
たりの時間が長くなる低回転時であれば、着火に必要な
点火エネルギーを確保できるという効果がある。
【0012】請求項2記載の発明によると、同じ制御基
準信号に基づいて通電開始時期と通電遮断時期を検出さ
せることで、エンスト時に点火コイルが通電されたまま
となることを防止しつつ、通電角度を最大限に長く確保
できるという効果がある。請求項3記載の発明による
と、ポジション信号の計数による角度検出時に比べて、
角度を時間計測させる場合に要求通電角度を長くするの
で、回転変動に伴う制御エラーによって通電角度が大幅
に不足するようになることを防止できるという効果があ
る。
【0013】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を説明
する。図1は、実施の形態におけるエンジンを示す図で
あり、この図に示すエンジン1は、後述するように、筒
内噴射式の火花点火ガソリンエンジンである。但し、エ
ンジン1を、筒内噴射式のガソリンエンジンに限定する
ものではなく、ポート噴射を行わせるエンジンであって
も良い。
【0014】エンジン1には、エアクリーナ2を通過し
た空気が、スロットル弁3で計量され、吸気弁4を介し
てシリンダ内に吸引される。電磁式の燃料噴射弁5は燃
焼室内に直接燃料(ガソリン)を噴射する構成であり、
該燃料噴射弁5から噴射された燃料によってシリンダ内
に混合気が形成される。
【0015】前記混合気は、点火栓6による火花点火に
よって着火燃焼し、燃焼排気は、排気弁7を介してシリ
ンダ内から排出され、触媒8で浄化された後に大気中に
放出される。尚、各気筒の点火栓6毎に、パワートラン
ジスタ内蔵の点火コイル9が設けられている。
【0016】マイクロコンピュータを内蔵したコントロ
ールユニット10は、前記燃料噴射弁5による燃料噴射及
び点火栓6による点火を制御するものであり、前記コン
トロールユニット10には各種のセンサからの信号が入力
される。前記各種センサとして、エンジン1の吸入空気
流量Qを検出するエアフローメータ11、排気中の酸素濃
度に感応して燃焼混合気の空燃比を検出する酸素センサ
15,前記スロットル弁3の開度TVOを検出するスロッ
トルセンサ16、冷却水温度Twを検出する水温センサ17
等が設けられている。
【0017】また、クランク軸に軸支されたシグナルプ
レートからクランク軸の回転に同期した検出信号を取り
出すセンサであってクランク角10°(単位クランク角
度)毎にポジション信号POSを出力するポジションセ
ンサ12(単位角度信号発生手段)が設けられている。前
記ポジションセンサ12は、TDCを基準としてクランク
角10°毎にポジション信号POS10を出力するものであ
るが、図2に示すように、BTDC60°に対応する1パ
ルスだけ前記ポジション信号POS10が出力されずに信
号抜けになるように構成されている。
【0018】また、カム軸に軸支されたシグナルプレー
トからカム軸の回転に同期した検出信号を取り出すセン
サであって、各気筒の行程位相差に相当する角度毎に気
筒番号と同数のパルス信号CAMを発生するカムセンサ
18が設けられている。本実施の形態におけるエンジン1
を、直列4気筒エンジンとした場合には、各気筒の行程
位相差が180 °CAとなり、点火順を#1→#3→#4→
#2の順とすると、前記カムセンサ18からのパルス信号
は、図2に示すように、180 °CA毎に、1パルス→3パ
ルス→4パルス→2パルスの出力を繰り返すことにな
る。ここで、前記180 °CA毎に出力されるパルス群の先
頭パルス(基準信号)の出力位置が、前記ポジション信
号POS10の抜けが生じるBTDC60°に略一致するよ
うに設定してある。
【0019】尚、ポジションセンサ12は、全パルスを抜
けなく単位クランク角度毎に出力する構成であっても良
い。コントロールユニット10は、図2に示すように、前
記カムセンサ18から180 °CA毎に出力される先頭パルス
の立ち下がりを検出すると、その後に最初に入力された
ポジション信号POS10の位置を基準位置(BTDC50
°)として判定し、前記基準位置(BTDC50°)から
更にポジション信号POS10で12個後ろの位置、即ち、
BTDC110 °(ATDC70°)の制御基準位置で制御
基準信号REFを発生させ、該制御基準信号REFに基
づいて、点火時期,燃料噴射タイミングを検出する。
【0020】尚、単位クランク角度,ポジション信号P
OS10の抜け位置,基準位置,制御基準位置を上記に示
した値に限定するものではないことは明らかである。こ
こで、前記ポジションセンサ12の正常時には、上記のよ
うにして、カムセンサ18からの先頭パルスの検出とポジ
ション信号POS10のカウント結果とからBTDC110
°(ATDC70°)で制御基準信号REFを発生させ、
該制御基準信号REFを基準とするポジション信号PO
S10のカウントによって、点火時期(点火コイルへの通
電開始時期及び通電遮断時期)を検出して前記点火コイ
ル9に内蔵されたパワートランジスタに点火時期制御信
号を出力して点火栓6による点火時期を制御し、また、
噴射タイミングを検出して燃料噴射弁5に噴射パルス信
号を出力する。
【0021】一方、前記ポジションセンサ12の故障によ
ってポジション信号POS10が正しく出力されない状態
になると、図3のフローチャートに示すようにして点火
時期を制御するようになっている。図3のフローチャー
トにおいて、S1では、ポジションセンサ12の故障判定
がなされているか否かを判別する。ポジションセンサ12
の故障診断は、例えば、カムセンサ18からの検出信号の
発生状態でポジションセンサ12から所定時間以上ポジシ
ョン信号POS10が出力されない状態を故障と判断す
る。
【0022】S1でポジションセンサ12が故障している
と判断されると、S2へ進み、カムセンサ18からの先頭
パルスの出力時(基準位置)であるか否かを判別する。
カムセンサ18からの検出信号から先頭パルスの抽出は、
カムセンサ18からの検出信号の発生周期を計測して行え
る。尚、ポジションセンサ12の故障時には、前記先頭パ
ルスを基準とした時間計測によって点火コイルへの通電
タイミングを検出するので、前記先頭パルスが制御基準
信号となり、カムセンサ18が制御基準信号発生手段に相
当することになる。
【0023】S2で先頭パルス(制御基準信号)の発生
が検出され、BTDC60°の位置であることが検出され
ると、S3へ進み、通電角度TDWLLの演算を行う。
前記通電角度TDWLLは、エンジン回転速度及びバッ
テリ電圧に基づいて設定されるポジションセンサ12の正
常時の通電角度に、時間制御エラーにより通電角度不足
が生じることを防止するための固定角度(例えば30deg)
を加算して算出される。通電タイミングを時間計測する
場合、計測時間を設定した後の回転速度の変化に対応で
きず、所期の通電角度を確保できなくなる場合があるの
で、上記のようにして、一律に通電角度TDWLLを大
きく補正して、点火エネルギーが確保できるようにする
ものである。
【0024】尚、エンジン回転速度は前記先頭パルスの
発生周期として算出することができる。次のS4では、
最終点火時期FADVの演算を行う。該最終点火時期F
ADVは、エンジン負荷,エンジン回転速度等に基づい
て演算される点火時期ADV(点火進角値)に基づい
て、前記先頭パルスからの角度として演算する(FAD
V=60−ADV)。
【0025】S5では、エンジン回転速度REVが基準
回転速度(例えば1000rpm)以下であるか否かを判別す
る。そして、エンジン回転速度REVが基準回転速度以
下である場合には、S6へ進み、最終点火時期FADV
よりも通電角度TDWLLが大きいか否かを判別する。
【0026】S6で、最終点火時期FADVよりも通電
角度TDWLLが大きいと判別され、点火時期直前の先
頭パルスよりも前から通電を開始させる必要があるとき
には、S7へ進んで、最終点火時期FADV、即ち、先
頭パルスから点火時期までの角度を通電角度TDWLL
にセットして、先頭パルスから通電を開始させれば良い
設定に変更する(図4参照)。
【0027】即ち、エンジン回転速度REVが基準回転
速度以下であるときには、点火時期直前の先頭パルス以
降に通電開始時期が設定されるようにして、点火時期直
前の先頭パルスを基準として、通電開始時期及び通電遮
断時期(点火時期)を時間計測できるようにするもので
ある。かかる構成とすれば、同じ先頭パルスに基づいて
通電開始時期及び通電遮断時期を検出するから、たとえ
通電開始を行った後にエンストが発生しても、通電開始
時期の計測基準とした先頭パルスからの時間計測を継続
させることで、通電遮断時期を検出でき、点火コイルが
通電状態のまま放置されることがない。
【0028】一方、S6で、通電角度TDWLLが最終
点火時期FADV以下であると判別され、点火時期直前
の先頭パルスの発生時点若しくは発生時点以降から通電
を開始させれば良いときには、S7を迂回してS8へ進
む。S8では、先頭パルスから点火コイルへの通電を開
始させるまでの時間である通電開始時間(1) を、通電開
始時間(1) =(FADV−TDWLL)×(先頭パルス
周期/180 )として演算する。前記(FADV−TDW
LL)は先頭パルスから通電開始時期までの角度を示
し、この角度に(先頭パルス周期/180 )を乗算して時
間に換算している。
【0029】次のS9では、先頭パルスから前記通電開
始時間(1) の経過を計測するために、次に点火を行わせ
る気筒(今回の先頭パルスを点火時期制御の基準とする
気筒:自気筒)に対応する通電開始タイマを起動させ
る。一方、S5で、エンジン回転速度REVが基準回転
速度を越えていると判断されたときには、S10へ進み、
前記S6と同様に、最終点火時期FADVよりも通電角
度TDWLLが大きいか否かを判別する。
【0030】そして、通電角度TDWLLが最終点火時
期FADV以下であると判断されたときには、S8,S
9へ進んで、前述のように通電開始時間(1) を演算した
後、次に点火を行わせる気筒(今回の先頭パルスを点火
時期制御の基準とする気筒:自気筒)に対応させて通電
開始タイマを起動させる。通電角度TDWLLが最終点
火時期FADVを越えるときには、S11へ進み、通電開
始時間(2) を、通電開始時間(2) =(180 −FADV−
TDWLL)×(先頭パルス周期/180 )として演算す
る。
【0031】通電角度TDWLLが最終点火時期FAD
Vを越えるときには、点火時期の直前の先頭パルスより
も1つ前の先頭パルスを計測基準として通電開始時期を
時間計測する必要があるため、前記通電開始時間(2)
は、点火時期の直前の先頭パルスよりも1つ前の先頭パ
ルスから通電開始時期までの時間として演算されるよう
にしてある。
【0032】S12では、前記通電開始時間(2) を計測さ
せるべく、次の先頭パルスの後に点火を行わせる気筒
(次の先頭パルスを点火時期制御の基準とする気筒)に
対応させて通電開始タイマを起動させる。S13では、点
火時間の演算を行う。前記点火時間は、先頭パルスから
点火時期までの時間であり、前記最終点火時期FADV
を時間に換算して得られる(点火時間=FADV×(先
頭パルス周期/180 ))。
【0033】S14では、前記点火時間の経過を計測させ
るために次に点火を行わせる気筒に対応させて点火タイ
マを起動させる。S2で先頭パルスの位置でないと判別
されると、S15へ進む。S15では、通電開始タイマによ
る計測時間が通電開始時間を越えたか否かを判別し、通
電開始時間を越えた段階でS16へ進んで、対応する気筒
の点火コイルへの通電を開始させる。
【0034】また、S17では、点火タイマによる計測時
間が点火時間を越えたか否かを判別し、点火時間を越え
た段階でS18へ進んで、対応する気筒の点火コイルへの
通電を遮断させ、点火エネルギーを発生させる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態におけるエンジンのシステム構成を
示す図。
【図2】実施の形態におけるカムセンサ及びポジション
センサからの信号特性と、基準位置設定の様子を示すタ
イムチャート。
【図3】実施の形態におけるポジションセンサ故障時の
点火制御の様子を示すフローチャート。
【図4】実施の形態における点火コイルの通電制御の様
子、及び、従来制御の問題点を説明するためのタイムチ
ャート。
【符号の説明】
1 エンジン 5 燃料噴射弁 6 点火栓 9 点火コイル 10 コントロールユニット 12 ポジションセンサ 18 カムセンサ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基準ピストン位置毎に制御基準信号を発生
    させる制御基準信号発生手段を備え、前記制御基準信号
    の間の通電制御タイミングを、直前の制御基準信号から
    の時間計測によって検出して、点火コイルへの通電を制
    御するよう構成されたエンジンの点火制御装置であっ
    て、 エンジン回転速度が基準速度以下であるときに、要求通
    電角度に優先して、点火時期の直前の制御基準信号以降
    に前記点火コイルへの通電開始時期を設定することを特
    徴とするエンジンの点火制御装置。
  2. 【請求項2】エンジン回転速度が基準速度以下であっ
    て、点火時期の直前の制御基準信号から点火時期までの
    角度よりも要求通電角度が大きいときに、点火時期の直
    前の制御基準信号から点火時期までの角度を通電角度と
    し、点火時期の直前の制御基準信号に同期して点火コイ
    ルへの通電を開始させることを特徴とする請求項1記載
    のエンジンの点火制御装置。
  3. 【請求項3】単位クランク角度毎のポジション信号を発
    生させるポジション信号発生手段を備え、該ポジション
    信号発生手段の正常時には、前記ポジション信号の発生
    数に基づく角度検出によって前記点火コイルへの通電制
    御タイミングを検出し、前記ポジション信号発生手段の
    故障時に、前記制御基準信号からの時間計測によって前
    記点火コイルへの通電制御タイミングを検出させる構成
    であり、前記ポジション信号発生手段の正常時における
    要求通電角度に対して前記ポジション信号発生手段の故
    障時における要求通電角度を増大補正するよう構成され
    たことを特徴とする請求項1又は2に記載のエンジンの
    点火制御装置。
JP23765698A 1998-08-24 1998-08-24 エンジンの点火制御装置 Expired - Lifetime JP3397698B2 (ja)

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