JP2698593B2 - 内燃機関の点火時期制御方法およびその装置 - Google Patents
内燃機関の点火時期制御方法およびその装置Info
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Description
な点火を行って機関を動作させ機関の正常な運転時には
負荷等に応じた適切な点火時期制御を行う内燃機関の点
火時期制御方法およびその装置に係り、特に、1組のク
ランク角信号発生手段とその検出手段を用い異常時の制
御と正常時の制御を両方行うのに好適な内燃機関の点火
時期制御方法およびその装置に関する。
4号に記載のように、クランク軸の回転に応じて2種類
の信号、例えば、上死点TDCの時ハイレベルとなる信号
および、クランク軸が2度回転するたびにハイレベルと
なる信号を入力する必要がある。このため、クランク軸
の回転を検知す2個のピツクアツプならびに2種の信号
を出力するロータが必要となつていた。
がされておらず、クランク角の回転に応じて出力される
信号の信号源として、2個のピツクアツプならびに2種
の信号を出力するロータが必要であるという問題点があ
つた。
出手段を用いて、内燃機関の制御に異常が生じた場合に
は所定点火時期に確実な点火を行い正常時には負荷など
に応じた適切な点火時期制御を行うことができる内燃機
関の点火時期制御方法およびその装置を提供することに
ある。
件に基づいて制御すると共に、機関運転制御の非常時の
点火時期を所定点火時期に制御する内燃機関の点火時期
制御において、内燃機関の気筒毎に不等間隔で判別用パ
ルス信号,点火時期制御用パルス信号,非常時用パルス
信号の3つのパルス信号をこの順に発生させると共に前
記非常時用パルス信号を前記所定点火時期に発生させて
各パルス信号を同一センサで検出し、検出した各パルス
信号のパルス間隔の比から前記点火時期制御用パルス信
号と前記非常時用パルス信号とを識別し、前記条件に基
づいて点火時期を制御する場合には該条件に基づいて算
出した時間が前記点火時期制御用パルス信号の検出時点
から経過したとき当該気筒での点火を行い、前記非常時
には前記非常時用パルス信号の検出で当該気筒の点火を
行うことで、達成される。
ルス信号(例えば、上死点前65゜で発生させる)を検出
した時点から、負荷などに応じて算出した時間が経過し
た時点で点火することで行う。しかし、この点火時期制
御が制御装置の異常で不可能になると、点火ができなく
なり、内燃機関を動作させることができなくなってしま
う。そこで、非常時用として、上記の点火時期制御用パ
ルス信号の他に、非常時用パルス信号(例えば、上死点
前10゜で発生させる)を同じセンサ(1組の信号発生手
段と検出手段)で発生させ、非常時にはこの非常時用パ
ルス信号の検出で点火を行うようにする。しかし、この
場合、1組の信号発生手段と検出手段で点火時期制御用
パルス信号と非常時用パルス信号とを発生させた場合、
両方のパルス信号をどのようにして識別するかが問題と
なる。
別用パルス信号を発生させると共に、この3つのパルス
信号の間隔を不等間隔とする。これにより、パルス間隔
の比から、点火時期制御用パルス信号と非常時用パルス
信号とを識別することが可能となり、1つのセンサで非
常時における点火も確実に行うことが可能となる。
ロツク図を第1図に示す。尚、以下に述べる実施例で
は、内燃機関の始動時における点火時期制御を非常時用
パルス信号を用いている。
の周囲に設置するピツクアツプコイル2によりクランク
軸の回転に同期した回転信号S0を得る。この信号を図示
の波形整形回路3により、パルス信号S1に変換する。I/
O LSI4およびCPU5は、前記パルス信号S1を基準時間信
号とし、さらに回転数,水温,吸入空気量,スロツトル
位置,ノツクの有無といつた他の条件と合せて、点火時
期,通電時間,燃料噴射量を決定し、点火信号S2を出力
し、点火コイルドライブ回路6を通して、点火コイル8
に流れる電流を制御する。また、噴射信号S4を出力し、
インジエクタドライバ回路7を通して、噴射時期を制御
する。点火コイル8で発生する高圧電流は、デイストリ
ビユータ9で各気筒の点火プラグ10に配分される。第1
図では4気筒機関の例を示す。
れ、デイストリビユータ軸43に固着されている。これに
より、該ロータ1はカム軸と同一回転速度で、即ちクラ
ンク軸の1/2の回転速度で回転する。
内に、ピツクアツプコイル2が設置されている。
ル,4気筒の内燃機関として、回転信号のタイミング、並
びに判別方法を説明する。
リビユータ9の軸のような、クランク軸の2分の1の回
転数をもつ軸として、ロータ1の外周に90゜毎に3個の
突起を設ける。これにより各突起がピツクアツプコイル
2の近傍を通過するとき、該ピツクアツプコイル2内を
通る磁束が変化し、第2図のS0の信号を発生する。上記
の信号S0を、波形整形回路3に通して得られる信号が回
転信号パルスS1である。ここで、ロータ1の突起の位置
を始動時の各気筒の点火時期,点火コイルへの通電開始
時期、および、時間的に一工程先行する気筒の点火時期
と前記通電開始時期の間に一致させる。
間に設定した時期:BTDC95゜ 信号S1は、信号S0の周期と等しく、各パルスの位置は
第2図に示すように、前記のタイミングとなる。このパ
ルス列の1つ1つのパルスは、そのレベル(波高)及
び、パルス幅PWが等しいため、各パルスがどのタイミン
グを示すものかを判別する必要がある。
I/O LSI4に波形整形回路3から信号S1のパルスが入力
するたびにI/O LSI4内部のパルス周期計測機能によ
り、前回のパルス入力から今回のパルス入力までの時間
(=REF周期)を計測し、CPU5に対して割込み信号を出
力し、ICIIRQを起動する。REFINTdd1およびREFINTdd2は
以前計測したパルス周期で、計測のたびに更新する。RE
FCHKは、機関の始動から最初の2個のパルスを判別の対
象としないためのフラグであり、3個目のパルスが力す
るとセツトされ、4個目のパルスから判別処理b:に入
る。REFTMGは、パルス判別が正しく行なわれているか否
かを示すフラグで、初期状態はクリアされ、パルス判別
に成功するとセツトされる。パル判別は信号S1のBTDC
(上死点前)65゜の信号パルスB(第2図)を判別する
ことから始める。このパルスB(点火時期制御用パル
ス)と、1つ前のパルスC(判別用パルス)との間の同
期tが、全てのパルス周期の中で最も短く、時間的に1
つ先行するパルスA(非常時用パルス:本実施例では始
動時用のパルスでもある。)までの周期3tとの比が最も
大きく、時間的に先行する2つのパルス周期のいずれよ
りも小さい。このような理由により、信号判別に際して
クランク軸の回転変動の影響を受けにくく確実な信号の
判別を行なうことができる。前記パルスBの入力により
処理c:(第3図)において取り込んだパルス周期REFINT
(=t)の2倍値と時間的に1つ先行するパルス周期RE
FINTdd1と比較すれば、 REFINT×2≦REFINTdd1 …(1) が成立する。他のパルスBTDC10゜のパルスAおよびBTDC
95゜のパルスCでは、先行するパルス周期REFINTdd1が
今回のパルス周期REFINTよりも短くなるため(1)式は
成立せず、パルスBと他のパルスAおよびパルスCとを
間違つて判別することがない。このパルス信号の判別が
成功したときは、以後3回のパルス入力毎に(1)式に
よるパルス周期の判別を行ない(処理d:)、該(1)式
が成立した時は、REFINT変数をインクリメントし、任意
の回数(第3図では1回)成立した時REFTMGフラグをセ
ツトし、次のパルス入力からは、処理e:の実行により、
パルス入力毎にインクリメントし、3回のパルス入力で
リセツトするREFMOD変数により信号S1のパルス信号を判
別し、パルスAでは処理、パルスBでは処理、パル
スCでは処理を実行する。ここでパルスAは機関の始
動時の点火時期、パルスBは点火コイルへの通電開始時
期を示すので、始動の際は、処理において点火コイル
8への通電を開始し、処理において通電を停止する信
号S2をI/O LSI4から出力する。6はドライバ回路であ
り、信号S2が入力され点火コイルドライブ用に増幅され
た信号S3となつて出力される。このドライブ用信号は点
火コイル8の1次巻線に入力され,機関の点火に必要な
スパークプラグ10での火花放電の為の高電圧を2次巻線
に誘起させる。
燃料噴射信号S4を出力し、インジエクタドライバ回路7
によつて増幅された信号S5はインクジエツタ11内のノズ
ルを開き、図示されていない燃料ポンプにより加圧され
た燃料を吸気管12内に噴射する。こを時の開弁時間t
iは、吸入空気量水温等の条件によつて決定し、さら
に、始動を容易にするための増加補正分を加えたもので
ある。
に、水温によつて決定する回転の噴射を終了すると、機
関の始動は終了し、運転状態に入つたものとして、前記
の点火時期制御を一般の運転状態に切換える。機関の回
転数と負荷の条件から、CPU5により点火時期を設定し、
回転信号S1のパルスCからの時間隔値tfを演算し、I/O
LSI4のタイマにセツトする。I/O LSI4では、始動時
点火信号S2を運転時点火信号S2′のように変化させ、パ
ルスC入力からtf後にローレベルとし、点火コイル8へ
の通電を停止して点火する。通電開始時期は、時間的に
先行する点火時期(第2図S2′ A′点)を基準として
時間tdをCPU5で算出し、I/O LSI4にtdの値をセツトす
る。I/O LSI4は、先行する点火信号(S2′ A′)か
らtd後にハイレベルとし、点火コイル8への通電を開始
する。td時間、tf時間は点火のたびに更新する。前記の
td時間は、通電時間の過大によるコイルの焼損を防ぐた
め、S2′のデユーテイ比で80%を限度とする。
が、何らかの要因で実行できなくなつた場合は、直ち
に、バツクアツプとして、始動時の制御(始動時点火信
号S2による制御)方法に切換え、機関の停止および破損
を防ぐ。
していたが、本実施例の適用によつて単一のセンサで足
りることとなつた結果、従来は複数系統必要であつた、
ロータ,ピツクアツプコイル,波形整形回路、及び機関
に取付けるピツクアツプコイルと制御装置を結ぶ配線、
配線を接続するコネクタ等の回転信号検知のための装置
を1系統に簡略化し、制御装置の部品数を削減する効果
がある。
非常時点火用の信号と、正常に発生させる点火時期制御
用信号とを、単一のセンサで発生させることができるの
で、部品点数が減少すると共に、制御系統が簡略化され
るという効果を奏する。
ブロツク図である。第2図は始動時、及び運転時の内燃
機関の制御装置の動作波形図表、第3図は回転信号の判
別方法を示すフローチヤートである。第4図は、内燃機
関の回転角度位置信号検出用センサを点火配電用デイス
トリビユータに内蔵した例を示す図である。 1……回転信号検出用ロータ、2……ピツクアツプコイ
ル、3……波形整形回路、4……パルス入出力用LSI、
5……マイクロコンピユータ、6,7……ドライバ回路、
8……点火コイル、9……デイストリビユータ、10……
スパークプラグ、11……インジエクタ、S0……ピツクア
ツプコイルの出力信号、S1……回転信号パルス、S2……
始動時及びバツクアツプ時の点火信号、S2′……運転時
の点火信号、S4……燃料噴射信号。
Claims (4)
- 【請求項1】内燃機関の点火時期を回転数と負荷の条件
に基づいて制御すると共に、機関運転制御の非常時の点
火時期を所定点火時期に制御する内燃機関の点火時期制
御方法において、内燃機関の気筒毎に不等間隔で判別用
パルス信号,点火時期制御用パルス信号,非常時用パル
ス信号の3つのパルス信号をこの順に発生させると共に
前記非常時用パルス信号を前記所定点火時期に発生させ
て各パルス信号を同一センサで検出し、検出した各パル
ス信号のパルス間隔の比から前記点火時期制御用パルス
信号と前記非常時用パルス信号とを識別し、前記条件に
基づいて点火時期を制御する場合には該条件に基づいて
算出した時間が前記点火時期制御用パルス信号の検出時
点から経過したとき当該気筒での点火を行い、前記非常
時には前記非常時用パルス信号の検出で当該気筒の点火
を行うことを特徴とする内燃機関の点火時期制御方法。 - 【請求項2】特許請求の範囲第1項において、内燃機関
の始動時に前記非常時用パルス信号を用いた点火時期制
御を行うことを特徴とする内燃機関の点火時期制御方
法。 - 【請求項3】内燃機関の点火時期を回転数と負荷の条件
に基づいて制御すると共に機関運転制御の非常時の点火
時期を所定点火時期に制御する内燃機関の点火時期制御
装置において、内燃機関の気筒毎に不等間隔で判別用パ
ルス信号,点火時期制御用パルス信号,非常時用パルス
信号の3つのパルス信号をこの順に発生させると共に前
記非常時用パルス信号を前記所定点火時期に発生させる
信号発生手段と、各パルス信号を検出する信号検出手段
と、該信号検出手段の検出した各パルス信号のパルス間
隔の比から前記点火時期制御用パルス信号と前記非常時
用パルス信号とを識別する識別手段と、前記条件に基づ
いて点火時期を制御する場合には該条件に基づいて算出
した時間が前記点火時期制御用パルス信号の検出時点か
ら経過したとき当該気筒での点火を行い前記非常時には
前記非常時用パルス信号の検出で当該気筒の点火を行う
点火手段とを備えることを特徴とする内燃機間の点火時
期制御装置。 - 【請求項4】特許請求の範囲第3項において、内燃機関
の始動時に前記非常時用パルス信号を用いた点火時期制
御を行うことを特徴とする内燃機関の点火時期制御装
置。
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