JP2582654B2 - 内燃機関の点火時期及び燃料噴射制御装置 - Google Patents

内燃機関の点火時期及び燃料噴射制御装置

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JP2582654B2 JP2051471A JP5147190A JP2582654B2 JP 2582654 B2 JP2582654 B2 JP 2582654B2 JP 2051471 A JP2051471 A JP 2051471A JP 5147190 A JP5147190 A JP 5147190A JP 2582654 B2 JP2582654 B2 JP 2582654B2
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Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は、各気筒間の位相差相当のクランク角毎に基
準信号を発生すると共に、所定のクランク角位置で気筒
判別信号を出力するクランク角センサを備えた内燃機関
の点火時期及び燃料噴射を制御する装置に関する。
<従来の技術> 従来、内燃機関の電子制御式の点火制御装置では、機
関運転状態に応じて点火時期(クランク角位置)を設定
し、このタイミングにて点火信号を出力することにより
点火を行わせるのであるが、このために、各気筒の所定
クランク角位置で基準信号を発生すると共にクランク角
1゜又は2゜毎の単位信号を発生するクランク角センサ
を用い、各気筒の基準信号発生後の単位信号の発生数を
計測してクランク角位置を知ることにより、設定された
点火時期にて点火を行わせるのが一般的である。前記点
火時期の設定に際しては、前記単位信号の単位時間当た
りの出力回数若しくは基準信号の発生周期により機関回
転速度を演算し、該機関回転速度を含む機関運転条件に
基づいて設定される。
また、内燃機関の電子制御式の燃料噴射装置でも、前
記同様にして演算された機関回転速度を含む運転条件に
基づいて燃料噴射量を設定するのが一般的である。
しかし、単位信号発生機能を有するクランク角センサ
は高精度を要求されコスト高につく。
そこで、基準信号と気筒判別信号のみを発生するクラ
ンク角センサを用い、基準信号の発生時に基準信号の発
生周期(前回の基準信号からの時間)を演算し、この周
期に基づいて基準信号からの点火時期までの時間を推定
演算し、この時間の経過時に点火信号を出力して点火を
行わせる時間制御方式のものが考えられている。尚、特
開昭61−286584号公報にフェールセーフを目的とするも
のではあるが時間制御方式のものが開示されている。
<発明が解決しようとする課題> ところで、上記クランク角センサを用いて点火時期制
御や燃料噴射制御を行う装置にあっては、始動時に後述
するような問題を有していた。
即ち、始動時には従来スタータによるクランキングの
開始後、基準信号及び気筒判別信号の総出力回数が所定
回数(例えば4気筒機関では4回)を超えてから、前記
各信号の発生周期の変化状態に基づいて点火時期気筒の
判別を開始する。ところが、気筒が判別される前に気筒
判別信号を読み込むと、第4図の点線に示すように、信
号の立ち上がり毎の周期より機関回転速度を演算するた
め、該気筒判別信号出力後基準信号が2回出力されるま
での間は短い周期に基づいて高回転速度であると誤検出
する。このため、該誤検出された高回転速度に応じて、
目標値より大きく進角側に点火時期が誤制御されてしま
いノッキングが発され、また、燃料噴射量も誤認定され
てしまい、始動時噴射性能を低下させていた。
本発明は、このような従来の問題点に鑑みなされたも
ので、上記タイプのクランク角センサを使用する内燃機
関において、気筒判別開始後の所定期間は点火時期を基
準信号の発生に同期させ、機関回転速度の演算値を所定
回数前の演算結果との比較に基づいて補正する構成とす
ることにより上記問題点を解決した内燃機関の点火時期
及び燃料噴射制御装置を提供することを目的とする。
<課題を解決するための手段> このため本発明に係る内燃機関の点火時期装置は第1
図に示すように、各気筒間の位相差相当のクランク角毎
に基準信号を出力すると共に、特定の基準信号の近傍の
所定のクランク角位置で気筒判別信号を出力するクラン
ク角センサを備えた内燃機関の点火時期制御装置におい
て、クランキング開始から気筒判別の開始後気筒判別が
なされてから更に所定時間を経過するまでの期間を計測
する計測手段と、該計測手段により計測される期間中、
基準信号の出力に同期して全気筒に点火信号を出力する
第1点火時期制御手段と、気筒が判別された後は基準信
号発生時から点火時期設定手段により設定された点火時
期までの時間を、少なくとも基準信号の発生周期の演算
値に基づいて推定演算し、基準信号発生時から前記演算
された時間の経過時に所定気筒に点火信号を出力する第
2点火時期制御手段を備えた構成とする。
また、本発明に係る内燃機関の燃料噴射制御装置は第
2図に示すように、前記同様のクランク角センサを備え
ると共に、基準信号の発生周期に基づいて演算される機
関回転速度を含む機関運転条件に基づいて燃料噴射量を
設定する燃料噴射量設定手段を備えてなる内燃機関の燃
料噴射制御装置において、クランキング開始から気筒判
別の開始後気筒判別がなされてから更に所定期間を経過
するまでの期間を計測する計測手段と、該計測手段によ
り計測される期間中、最新の基準信号出力時に演算され
た機関回転速度と、所定回数前の基準信号出力時に演算
された機関回転速度に対し設定されたリミット値を加算
して得られる機関回転速度とを比較し小さい方の値を燃
料噴射量設定用の値として選択する選択手段を設けた構
成とする。
<作用> クランキング開始後所定期間を経過してから(例えば
クランク角センサからの基準信号の出力回数が所定回数
を超えてから)これら信号の発生周期の変化状態に基づ
いて点火時期気筒の判別を開始する。
そして、計測手段により計測されるクランクキングを
開始してから前記気筒判別開始後気筒が判別されるまで
の間は、第1点時期制御手段により基準信号に同期して
点火信号を出力し、気筒が判別された後は第2点火時期
制御手段により基準信号発生時から点火時期設定手段に
より設定された点火時期までの時間を少なくとも基準信
号の発生周期の演算値に基づいて推定演算し、基準信号
発生時から前記演算された時間の経過時に点火信号を出
力する。
また、選択手段は、前記気筒判別開始後気筒が判別さ
れるまでの間は最新の基準信号出力時に演算された機関
回転速度と、所定回数前の基準信号出力時に演算された
機関回転速度に対し設定されたリミット値を加算して得
られる機関回転速度とを比較し小さい方の値を燃料噴射
量設定用の値として選択して燃料噴射量設定手段に出力
する。
<実施例> 以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
請求項1の発明に係る点火時期装置及び請求項2の発
明に係る燃料噴射制御装置を備えた一実施例の構成を示
す第3図において、内燃機関1には、エアクリーナ2,吸
気ダクト3,スロットルチャンバ4及び吸気マニホールド
5を介して空気が吸入される。
吸気ダクト3には、エアフローメータ6が設けられて
いて、吸入空気流量Qを検出する。スロットルチャンバ
4には図示しないアクセルペダルと連動するスロットル
弁7が設けられていて、吸入空気流量Qを制御する。前
記クロットル弁7には、その開度TVOをポテンショメー
タにより検出するスロットルセンサ15が付設されてい
る。
吸気マニホールド5には、各気筒毎に電磁式の燃料噴
射弁8が設けられていて、図示しない燃料ポンプから圧
送されプレッサレギュレータにより所定の圧力に制御さ
れる燃料を吸気マニホールド5に噴射供給する。
燃料噴射量の制御は、マイクロコンピュータ内蔵のコ
ントロールユニット9において、エアフローメータ6に
より検出される吸入空気流量Qと、ディストリビュータ
13に内蔵されたクランク角センサ10からの信号に基づき
算出される機関回転速度Nとから基本燃料噴射量RPを演
算し、この基本燃料噴射量TP冷却水温度等に基づいて補
正することにより最終的な燃料噴射量TIを演算し、この
燃料噴射量TIに相当するパルス幅の駆動パルス信号を機
関回転に同期して燃料噴射弁8に出力することにより、
機関1に対して要求量の燃料が噴射供給されるようにな
っている。尚、上記の燃料噴射量TIを演算する機能が燃
料噴射量設定手段に相当する。
ここで、前記クランク角センサ10は、第4図に示すよ
うに各気筒の圧縮上死点前75゜の位置で立ち上がり圧縮
上死点前5゜の位置で立ち下がる基準信号REFを出力す
ると共に、特定の基準信号に近接して小パルスの気筒判
別信号を出力する。そして、前記機関回転速度の検出
は、基準信号REF位置の発生周期(前回の基準信号REF発
生時からの時間)の逆数として演算する。但し、クラン
キングの開始後所定期間を経過してから、クランク角セ
ンサ10からの角信号の発生周期の変化状態に応じて点火
時期気筒の判別を開始し、その後気筒が判別されるまで
の間は、最新の信号出力時に演算される機関回転速度
と、2回前に信号が出力された時に演算された機関回転
速度に、当該機関回転速度に応じて設定されたリミット
値を加算して得られる機関回転速度とを比較し小さい方
の値を燃料噴射量設定用の値として選択する。
また、機関1の各気筒には夫々点火栓11が設けられて
いて、これらには、点火コイル12にて発生する電圧がデ
ィストリビュータ13を介して常時印加され、これによ
り、火花点火して混合気を着火燃焼させる。ここで、点
火コイル12は、付設されたパワートランジスタ12aを介
して高電圧の発生時期が制御されるようになっている。
したがって点火時期(点火進角値)ADVTの制御は、前記
パワートランジスタ12aのOFF時期をコントロールユニッ
ト9からの点火時期信号で制御することにより行う。こ
の場合、コントロールユニット9は、前記気筒判別開始
後気筒が判別された後は機関運転状態に応じた点火時期
制御を行う。即ち前記基本燃料噴射量TPと機関回転速度
Nとにより区分される複数の運転領域毎にROMに記憶し
てあるマップから、当該運運転条件に対応する基本点火
時期ADV0を検索して求め、所定のノッキング検出運転領
域においては、ノッキングセンサ14により検出される信
号に基づいてノッキングの有無を判別して進遅角補正を
行い、最終的な点火時期ADVを設定する。以上の機能は
点火時期設定手段に相当する。一方、前記クランク角セ
ンサ10からの基準信号REFに基づき、基準信号REF発生時
から点火時期ADVまでの時間ADVTを推定演算し、基準信
号REF発生時からタイマで計時して演算された時間の経
過時に点火信号(パワートランジスタ12aのOFF信号)を
出力する。以上の機能は第2点火時期制御手段に相当す
る。
また、前記気筒が判別される前は基準信号REFの立ち
下がりに同期して点火信号を出力する。
ここで、コントロールユニット9によって行われる気
筒判別及び気筒が判別される前の点火時期制御及び燃料
噴射量設定用の機関回転速度演算ルーチンを第5図のフ
ローチャートに示すプログラムに従って説明する。
第5図のフローチャートに示すプログラムは、クラン
クキング開始後クランク角センサ10から出力される信号
の立ち上がりにトリガされて実行され、信号の出力回数
が所定値に達するまで実行される。
ステップ(図ではSと記す)1では、前回の基準信号
REF出力時から今回の基準信号REF出力時までの周期か
ら、その逆数に比例する値として機関回転度Neを演算す
る。
ステップ2では、ステップ1で演算された機関回転速
度NeをNMEMAd0にセットすると共に、前回演算されNMEM
Ad0にセットされていた値をNMEMAd1にセットし直し、同
様に前々回演算されNMEMAd1にセットされていた値をNME
MAd0にセットし直す。つまり、最新及び過去2回の機関
回転速度のデータが夫々のメモリにセットされる。
ステップ3では、クランクキング開始後の基準信号RE
Fの出力回数をカウントするカウンタRCの値が、設定値R
C0以下であるか否かを判別する。ここで、気筒判別は基
準信号REFの所定回数経過後、例えば4気筒機関では信
号出力回数5回目から開始される。また、気筒判別開始
後信号が2回出力されるまえは機関回転速度の演算を正
確にに行うことができない。即ち、気筒判別信号が出力
されると、前述したようにその時点で演算される機関回
転速度と、次回基準信号出力時に演算される機関回転速
度とは共に高速側に検出された値となる。したがって、
機関回転速度の誤検出による点火時期の誤設定を避ける
ためには、前記高速側に検出される2回分と、前後何れ
か1回分又は高速側に検出される1回分と残り2回分の
計3回分を検出する必要がある。そこで、上記の例では
気筒判別開始後基準信号REFの出力回数2回分つまりRC0
=6となる。
そして、ステップ3でRC≦RC0と判定された時にはス
テップ4へ進み、点火時期を基準信号REFの立ち下がり
に同期して行う始動時用点火時期制御を実行する。即
ち、ステップ3の機能が計測手段に相当しステップ4の
機能が第1点火時期制御手段に相当する。
また、RC>RC0と判定された時には、当該始動時用の
点火時期制御及び機関回転速度の選択を終了する。
ステップ5では、ステップ2でNMEMAd2にセットされ
た前々回の機関回転速度の演算値に基づいてROMに記憶
されたリミット量DNELMTを検索する。この値はNMEMAd2
が低い時ほど高い値に設定される。
ステップ6では、ステップ1で演算された値と前記NM
EMAd2にDNELMTを加算した値とを比較する。そして、前
者の値が後者の値以下のときは、現状を維持するが、前
者の値が後者の値より大きい場合には、ステップ7へ進
み、後者の値を最新の機関回転速度の演算値NeとしてNM
EMAd0をセットし直す。即ち、前者の値と後者の値との
中小さい方が、燃料噴射量演算用の機関回転速度の検出
値として選択される。即ち、ステップ5〜ステップ7ま
での機能が選択手段に相当する。
かかる構成とすれば、第4図に示すようにクランクキ
ング開始後気筒判別が為されるまでの間(RC≦RC0
は、基準信号REFに同期した点火時期を継続することで
判別信号により高速側に誤検出された機関回転速度Nに
基づく点火時期の進角側への誤制御を防止でき、ノッキ
ングの発生を抑制できる。
又、燃料噴射量の設定も前記機関中は機関回転速度の
高速側への検出誤差をリミット値で制限することにより
可及的に誤差の小さい設定を行え、始動性を良好に維持
できる。
<発明の効果> 以上説明したように本発明によれば、クランクキング
開始後気筒判別が為されるまでの間の機関回転速度の誤
検出による点火時期又は燃料噴射量の誤制御を極力防止
でき良好な点火時期制御又は燃料噴射制御を行えるもの
である。
【図面の簡単な説明】
第1図は請求項1に係る発明の構成を示すブロック図、
第2図は、請求項2に係る発明の構成を示すブロック
図、第3図は、本発明の一実施例の構成を示す図、第4
図は、本実施例で使用するクランク角センサからの信号
に基づく点火時期及び機関回転速度の演算を説明するた
めのタイミングチャート、第5図は同上実施例の制御ル
ーチンを示すフローチャートである。 1……機関、9……コントロールユニット 10……クランク角センサ

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】各気筒間の位相差相当のクランク角毎に基
    準信号を出力すると共に、特定の基準信号の近傍の所定
    のクランク角位置で気筒判別信号を出力するクランク角
    センサを備えた内燃機関の点火時期制御装置において、 クランキング開始から気筒判別の開始後気筒判別がなさ
    れてから更に所定時間を経過するまでの時間を計測する
    計測手段と、 該計測手段で計測される期間中、基準信号の出力に同期
    して全気筒に点火信号を出力する第1点火時期制御手段
    と、 前記所定期間経過後は基準信号発生時から点火時期設定
    手段により設定された点火時期までの時間を、少なくと
    も基準信号の発生周期の演算値に基づいて推定演算し、
    基準信号発生時から前記演算された時間の経過時に所定
    気筒に点火信号を出力する第2点火時期制御手段を 備えたことを特徴とする内燃機関の点火時期制御装置。
  2. 【請求項2】各気筒間の位相差相当のクランク角毎に基
    準信号を出力すると共に、特定の基準信号の近傍の所定
    のクランク角位置で気筒判別信号を出力するクランク角
    センサを備える一方、基準信号の発生周期に基づいて演
    算される機関回転速度を含む機関運転条件に基づいて燃
    料噴射量を設定する燃料噴射量設定手段を備えてなる内
    燃機関の燃料噴射制御装置において、 クランキング開始から気筒判別の開始後気筒判別がなさ
    れてから更に所定時間を経過するまでの時間を計測する
    計測手段と、 該計測手段で計測される期間中、最新の基準信号出力時
    に演算された機関回転速度と、所定回数前の基準信号出
    力時に演算された機関回転速度に対し設定されたリミッ
    ト値を加算して得られる機関回転速度とを比較し小さい
    方の値を燃料噴射量設定用の値として選択する選択手段
    を設けたことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装
    置。
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JP2528630B2 (ja) * 1985-01-21 1996-08-28 沖電気工業株式会社 内燃機関の点火時期制御装置
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JPS6436983A (en) * 1987-08-03 1989-02-07 Nissan Motor Ignition timing controller for multicylinder internal combustion engine

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