JPH0223268A - 内燃機関用点火時期制御装置 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、自動車等の車輌に用いられる内燃機関用点火
時期制御装置に係り、特に各気筒毎に所定クランク角位
置にて切換わる基準位置信号に基いて点火時期及び点火
通電時間の制御を行う点火時期制御装置に係る。

［従来の技術］ 自動車等の車輌に用いられる内燃機関の点火時期制御装
置として、各気筒毎に所定クランク角位置にて切換わる
回転角センサよりの鋸歯状のピックアップ信号の如き基
準位置信号の立上りエツジ或いは立下りエツジを基準と
して、時間制御により点火時期及び点火通電時間を定め
るよう構成された電子制御式の点火時期制御装置が既に
提案されており、これは例えば特開昭５７−１９５８６
７号公報、特開昭６０−１０４７７１号、特開昭６０−
１０８５６５号に示されている。

基準位置信号の立上りエツジは気筒間及び機関毎の精度
が該基準位置信号の立下りエツジに比して低いことから
、基準位置信号の立上りエツジより立下りエツジまでの
時間を記憶し、更にそれの気筒間の差を記憶してこれを
基に次の気筒の点火時期制御を行うことが考えられてい
る。

［発明が解決しようとする課題］ 上述の如き点火時期制御に於いては、全て時間の長さそ
のものによって次の気筒の点火時期の設定が行われるた
め、前記基準位置信号の周期時間が変化する時には、例
えば、加速時には、低回転時に記憶した時間差が高回転
時では前記基準位置信号の周期時間に対し比率として大
きくなり、この結果、過補正が生じ、点火時期が精度よ
く設定されなくなる。

本発明は、上述の如き不具合に鑑み、加速時に於ても点
火時期を精度よく設定する点火時期制御装置を提供する
ことを目的としている。

［発明が解決しようとする課題］ 上述の如き目的は、本発明によれば、各気筒毎に所定ク
ランク角位置にて切換わる基準位置信号を発生する基準
位置信号発生回路を有し、前記基準位置信号の立上りエ
ツジ或いは立下りエツジを基準として点火時期、点火通
電時間の制御を行う内燃機関用点火時期制御装置に於て
、前記基準位置信号の立上りエツジより立下りエツジま
での時間或いは前記基準位置信号の立下りエツジより立
上りエツジまでの時間を検出しこれを所定クランク角間
の時間に対する時間比として記憶する記憶手段と、前記
時間比より次の気筒の基準位置信号の立上りエツジより
立下りエツジまでの時間或いは立下りエツジより立上り
エツジまでの時間を予測する時間予測手段と、前記時間
予測手段により予測された時間を基準として点火時期の
設定を行う点火時期設定手段とを有する内燃機関用点火
時期制御装置によって達成される。

［発明の作用及び効果］ 上述の・如き構成によれば、時間比によって予測される
時刻をもって次の気筒の点火時期の設定が６行われ、こ
れにより前記基準位置信号の周期時間が変化しても、即
ち加速時にも過補正が行われることなく点火時期が精度
よく設定されるようになる。

［実施例］ 以下に添付の図を参照して本発明を実施例について詳細
に説明する。

第１図は本発明による点火時期制御装置の備えた内燃機
関の一つの実施例を示している。第１図に於て、１０は
機関本体を、１２はピストンを、１４は吸気ボートを、
１６は排気ボートを、１８は点火プラグを各々示してい
る。吸気ボート１４には、吸気マニホールド２０、サー
ジタンク２２、スロットルバルブ２４、吸気チューブ２
６及びエアクリーナ２８が順に接続されており、排気ボ
ート１６には排気マニホールド３０が接続されている。

吸気マニホールド２０には各気筒毎に燃料インジェクタ
３２が取付けられている。燃料インジェクタ３２は、マ
イクロコンピュータを含む電子制御装置４０よりの制御
信号に基いて作動し、各気筒に対しガソリンの如き燃料
を噴射供給するようになっている。

点火プラグ１８は各気筒毎に設けられており、各気筒の
点火プラグ１９はディストリビュータ３４により所定の
点火順序をもってイグニッションコイル３６よりのイグ
ニッション電圧を印加されるようになっている。イグニ
ッションコイル３６は一般的構造のトランジスタ式点火
装置であるイグナイタ３８により一次電流の断続を行わ
れて所定の時期に高電圧（イグニッション電圧）をディ
ストリビュータ３４を経て点火プラグ１８に供給するよ
うになっている。

イグナイタ３８は、電子制御装置４ｏよりの制御信号に
基いて作動し、点火時期と点火通電時間との制御を行う
ようになっている。

電子制御装置４０は、第２図によく示されている如く、
マイクロプロセッサユニット（ＭＰＵ）４２と、クロッ
ク発振回路４４と、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）４６
と、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）４８と、タイマ
５ｏと、入出力ボート５２及び５４と、Ａ／Ｄ変換器５
６と、マルチプレクサ５８と、三つのバッファ回路６０
，６２、６４と、一つの波形整形回路６６と、二つの駆
動回路６８．７０とを有している。

バッファ回路６０は吸気圧センサ７２と接続されて吸気
圧に関する情報を、バッファ回路６２は吸気温センサ７
４と接続をされて吸気温に関する情報を、バッファ回路
６４は水温センサ７８と接続されて内燃機関の冷却水温
度に関する情報を各々マルチプレクサ５８に与えるよう
になっている。

これらの情報信号は、Ａ／Ｄ変換器５６にてＡ／Ｄ変換
され、入出力ポート５２に入力される。

波形整形回路６６は、比較回路を含む一般的な波形整形
回路であり、回転角センサ８０より各気筒毎に所定クラ
ンク角位置にて切換わる基準位置信号を入力されるよう
になっている。

回転角センサ８０は、内燃機関の気筒数に応じた個数、
この実施例の場合、四気筒内燃機関であることから四つ
の歯部を有しディストリビュータ３４のロータ軸に取付
けられて機関出力軸の回転に同期して回転するロータ８
２と、電磁コイル手段８４とを有し、第５図（ａ）に示
されている如く、各気筒毎に鋸歯状の基準位置信号（ピ
ックアップ信号）を発生するようになっている。この基
準位置信号はクランク角１８０＠にて一周期をなし、機
関回転数の上昇に伴い立上りエツジが進角側へ変位する
。

波形整形回路６６は、回転角センサ８０よりの基準位置
信号を所定のスレッショルドレベルと比較することによ
り、これを第５図（ｂ）に示されている如きパルス波に
波形整形し、このパルス波を入出力ポート５４に出力す
るようになっている。

ＭＰＵ４２は、上述の如き各種情報に基いて燃料インジ
ェクタ３２に対する制御信号を発生し、これを駆動回路
６８を介して燃料インジェクタ３２へ出力し、また点火
時期と点火通電時間の計算を行い、駆動回路７０を介し
てイグナイタ３８に対し通電開始指令と通電終了指令と
を出力するようになっている。

第３図は電子式制御装置４０のメインルーチンを示して
いる。

このメインルーチンに於ては、燃料インジェクタ３２に
よる燃料噴射量及びその燃料噴射時期の制御、即ちＥＦ
Ｉ処理が上述の、如き各種情報に基いて周知の態様にて
行われる。

次に、回転角センサ８０より求められる機関回転数と吸
気圧センサ７２により検出される吸気圧とに基いて点火
時期、即ち進角度θ１ｇを計算することが行われる。

次にバッテリ電圧等に応じて点火通電時間ＴＥ１ｇｏｎ
を計算することが行われる。

第４図は点火時期制御のための通電開始時刻と通電終了
時刻とを設定する割込ルーチンを示している。

先ずステップ１０に於ては、第５図（ｂ）に示されてい
るパルス信号、即ちＮ信号がローレベルであるか否かの
判別が行われる。ローレベルである時はステップ１２へ
進み、そうでない時、即ちハイレベルである時はステッ
プ３８へ進む。

ステップ１２に於ては、気筒別ハイレベル時間補正値の
レジストアドレスを二つ多いアドレスに変更することが
行われる。このレジストアドレスは、この実施例に於て
は、四気筒エンジンであることから、０．１．２．３の
四つが用いられている。ステップ１２の次はステップ１
４へ進む。

ステップ１４に於ては、レジストアドレスｎが４に等し
いか或いはそれ以上であるか否かの判別が行なわれる。

ｎ≧４である時はステップ１６へ進み、そうでない時、
即ちレジストアドレスが０１１．３である時はステップ
１８へ進む。

ステップ１６に於ては、レジストアドレスを０に変換す
ることが行われる。レジストアドレス口はステップ２４
にて一つ小さいアドレスに変更されることから、ステッ
プ１２．１４及び１６の実行により指示のレジストアド
レスｎは０．１．２．３．０．１・・・の順序で繰返さ
れる。

ステップ１８に於ては、現在の時刻Ｔｘより一回前にＮ
信号がハイレベルからローレベルへ切換わった時刻Ｔｏ
ｒｒを差引いて１８０°クランク角の時間ＴＥを算出す
ることが行われる。このステップ１８に於ける現在の時
刻Ｔｘは第５図に於て８点の時刻を指し、Ｔ　ｏｆｆは
ｂ点の時刻を指しており、このａ点の時刻よりｂ点の時
刻を差引くことにより最新の１８０°クランク角時間Ｔ
Ｅが見出される。ステップ１８の次はステップ２０へ進
む。

ステップ２０に於ては、現在の時刻ＴｘをＮ信号がハイ
レベルからローレベルへ切換わった時刻Ｔｏｆｆ’とし
てストアすることが行われる。この時刻Ｔ　ｏｆ’ｆ’
は次回のルーチンに於けるステップ１８の１８０°クラ
ンク角時間算出に用いられる。ステップ２０の次はステ
ップ２２へ進む。

ステップ２２に於ては、下式に従って次の気筒のハイレ
ベル時間の予測値５ＴＥｏｎを算出することが行われる
。

５ＴＥｏｎ＝ＴＥ　・　（ＤＴＥｏｎ）ｎ（ＤＴＥｏｎ
）ｎは四気筒前、即ち吹気筒と同じ気筒のハイレベル時
間補正値であり、この補正値はステップ３０にて算出さ
れる。即ち、吹気筒のハイレベル時間予測値５ＴＥｏｎ
は最新の１８０”クランク角時間ＴＥと同気筒のハイレ
ベル時間補正値（ＤＴＥｏｎ）ｎとの積により決定され
る。ステップ２２の次はステップ２４へ進む。

ステップ２４に於ては、現在点火を終了した気筒のハイ
レベル時間補正値（ＤＴＥｏｎ）ｎの更新値が所定の正
しいレジストアドレスｎにストアされるようにレジスト
アドレスｎを一つ小さいアドレスに変更することが行わ
れる。ステップ２４の次はステップ２６へ進む。

ステップ２６に於ては、レジストアドレスｎが０より小
さいか否かの判別が行われる。ｎ＜０でない時はステッ
プ３０へ進み、ｎく０である時はステップ２８へ進む。

ステップ２８に於ては、レジストアドレスｎを３に変更
することが行われる。ステップ２８の次はステップ３０
へ進む。

ステップ３０に於ては、下式に従ってｎ番気筒、即ち現
在、点火が終った気筒のハイレベル時間補正値（ＤＴＥ
ｏｎ）ｎを下式に従って計算することが行われる。

（ＤＴＥｏｎ）　ｎ　＝　（Ｔｏｎ−Ｔｏｆｒ　）　／
ＴＥ上述の計算式に於けるＴｏｎは第５図に於ける０点
であり、またＴｏｆ’ｆは第５図に於けるａ点であり、
これはｎ番気筒、この場合にはｎ　−３の気筒の実際の
ハイレベル時間であり、この実際のハイレベル時間とこ
の時の１８０’クランク角時間ＴＥとの時間比として、
補正値（ＤＴＥｏｎ）ｎが算出される。この時間比によ
る補正値計算は本発明による点火時期制御装置に於て肝
腎なところである。ステップ３０の次はステップ３２へ
進む。

ステップ３２に於ては、上述のメインルーチンにて計算
された点火時期進角度ｅ１ｇを下式に従って時間変換す
ることが行われる。

Ｔ　Ｅ　ｅ　ｉｇ−Ｔ　Ｅ　（ｅ　Ｉｇ／　３６０　）
Ｔ　Ｅ　ｅ　Ｉｇが点火時期進角度の時間変換値である
。

ステップ３２の次はステップ３４へ進む。

ステップ３４に於ては、下式に従って通電開始時刻７　
Ｉｇｏｎを算出することが行われる。

７１ｇｏｎ＝　　Ｔｏｆ’ｆ　　＋ＴＥ−ＴＥｉｇｏｎ
−ＴＥｅ１ｇ点火通電時間Ｔ　Ｅ　Ｉｇｏｎは点火通電
時間路−チンにて計算されたものであり、上述の如き計
算式に従って通電開始時刻Ｔｉｇｏｎが算出されること
により第５図に於て示されるｄ点が見出される。

ステップ３４の次はステップ３６へ進む。

ステップ３６に於ては、ステップ３４にて決定された通
電開始時刻Ｔ　ｉｇｏｎに通電開始指令をイグナイタ３
８に対し出力することが行われる。

ステップ３８は第５図に於けるｅ点の時であり、ステッ
プ３８に於ては、現在の時刻ＴｘをＮ信号がローレベル
からノくイレベルへ切換わった時刻Ｔｏｎとしてストア
することが行われる。ステップ３８の次はステップ４０
へ進む。

ステップ４０に於ては、下式に従って通電終了時刻Ｔ　
ｉｇｏｉ’ｒを算出することが行われる。

Ｔ　ｉｇｏｒｒ　−Ｔｏｎ＋　Ｓ　Ｅ　Ｔｏｎ　−Ｔ　
Ｅ　ｅ　１ｇ時刻Ｔｏｎは第５図に於けるｅ点であり、
ハイレベル時間予測値５ＥＴｏｎはステップ２２にて算
出された最新のハイレベル時間予ＩＴＩＩ値であり、ま
た点火時期進角度の時間変換値Ｔ　Ｅ　ｅ　１ｇはステ
ップ３２にて算出されたそれの最新値である。上述の如
き計算式に従って通電終了時刻Ｔ　ｔｇｏｒｒが算出さ
れることにより第５図に於ける１点が見出される。この
ｒ点の時刻が実質的な点火時期、点火プラグのスパーク
時刻である。ステップ４０の次はステップ４２へ進む。

ステップ４２に於ては、ステップ４０にて決定された通
電終了時刻Ｔ　ｉｇｏｆｆ’に通電終了指令をイグナイ
タ３８へ出力することが行われる。

上述の如く、吹気筒のハイレベル時間予測値５ＥＴｏｎ
が一回前の同気筒のハイレベル時間の１８０″クランク
角時間に対する時間比に基いて決定され、このため加速
時に於て１８０°クランク角時間ＴＥが短くなっても点
火時期進角が過補正されることなく、点火時期が従来に
比して安定して制御されるようになる。また上述の基準
値信号は機関回転数の上昇に伴ってその立上りエツジが
進角側に移行するから、１８０’クランク角時間の短縮
による点火時期の遅れは正しく補正される方向になる。

第７図は、加速時に於けるＮ信号と、従来例及び本発明
による場合の点火時期特性を示している。

第７図（ａ）は第５図の（ｂ）に示されているＮ信号と
同等のパルス信号であり、（ｂ）は従来例に於ける場合
の点火時期特性を、（ｃ）は第４図に示された本発明に
よる点火時期制御装置の実施例に従って点火時期制御が
行われた場合の点火時期特性を各々示している。

従来例に於ては、加速に四つの気筒の点火が経過するま
では、即ち点火が一巡するまでは補正値が補正されない
ので予測されるＴ　ｏｆｆ’時刻は実際より遅れるよう
になるが、−度その補正値が修正されると、今度は過補
正になり、点火時期が適正点火時期より大幅に早くなる
ようになる。これに対しくＣ）に於て示されている如く
、本発明による点火時期制御装置に於ては、点火時期が
遅れる側になっても過進角されることはなく、従来に比
して点火時期が安定する。

次に第６図に示されたフローチャートを用いて本発明に
よる点火時期制御装置の第二の実施例について説明する
。

この実施例に於ては、上述の実施例に対し、ステップ１
゛・７と１９と２３とが追加されている。

ステップ１７はステップ１８の一つ前のステップとして
存在し、このステップ１７に於ては、現在、メモリ手段
に記憶されている１８０°クランク角時間ＴＥを一回前
の１８０°クランク角時間ＴＥ→として再ストアするこ
とが行われる。

ステップ１９はステップ１８の次のステップとして存在
し、このステップ１９に於ては、ステップ１８にて求め
られた最新の１８０”　クランク角時間ＴＥとこれより
一回前の１８０°クランク角時間Ｔ　Ｅ−＋との時間比
より１８０°クランク角時間の変化率ΔＴＥを算出する
ことが行われる。

ステップ２３はステップ２２の次のステップとして存在
し、このステップ２３に於ては、ステップ２２にて算出
された吹気筒のハイレベル時間予測値Ｓ　Ｔ　Ｅ　ｏｎ
に１８０’クランク角時間変化率ΔＴＥを乗算してその
予測値５ＴＥｏｎを過渡運転時補正することが行われる
。

この実施例に於ては、吹気筒のハイレベル時間予測値５
ＴＥｏｎが１８０＠クランク角時間の変化率ΔＴＥをも
って補正されることから、過渡運転時の点火時期の制御
がより一層よくなる。

この場合の点火時期特性は第７図の（ｄ）に示されてい
る。

以上に於ては、本発明を特定の実施例について詳細に説
明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、
本発明の範囲内にて種々の実施例が可能であることは当
業者にとって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による点火時期制御装置を備えた内燃機
関の一つの実施例を示す概略構成図、第２図は本発明に
よる点火時期制御装置の一つの実施例を示すブロック線
図、第３図は点火時期制御を含むメインルーチンの一例
を示すフローチャート、第４図は本発明による点火時期
制御装置の作動を説明するフローチャート、第５図は本
発明による点火時期制御装置の作動を説明するタイムチ
ャート、第６図は本発明による点火時期制御装置の他の
実施例の作動を説明するフローチャート、第７図は点火
時期特性を従来の場合と本発明による場合とを比較して
示すタイムチャート的説明図である。 １０・・・機関本体、１２・・・ピストン、１４・・・
吸気ボート、１６・・・排気ポート、１８・・・点火プ
ラグ。 ２０・・・吸気マニホールド、２２・・・サージタンク
。 ２４・・・スロットルバルブ、２６・・・吸気チューブ
。 ２８・・・エアクリーナ、３０・・・排気マニホールド
。 ３２・・・燃料インジェクタ、３４・・・ディストリビ
ュータ、３６・・・イグニッションコイ、ル、３８・・
・イグナイタ、４０・・・電子制御装置、４２・・・マ
イクロプロセッサユニット、４４・・・クロック発振回
路、４６・・・リードオンリメモリ、４８・・・ランダ
ムアクセスメモリ、５０・・・タイマ、５２．５４・・
・入出力ポート、５６・・・Ａ／Ｄ変換器、５８・・・
マルチプレクサ、６０．６２．６４・・・バッファ回路
、６６・・・波形整形回路、６８．７０・・・駆動回路
、７２・・・吸気油圧センサ、７４・・・吸気温センサ
、７８・・・水温センサ、８０・・・回転角センサ、８
２・・・ロータ、８４・・・電磁コイル手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　各気筒毎に所定クランク角位置にて切換わる基準位置
   信号を発生する基準位置信号発生回路を有し、前記基準
   位置信号の立上りエッジ或いは立下りエッジを基準とし
   て点火時期、点火通電時間の制御を行う内燃機関用点火
   時期制御装置に於て、前記基準位置信号の立上りエッジ
   より立下りエッジまでの時間或いは前記基準位置信号の
   立下りエッジより立上りエッジまでの時間を検出しこれ
   を所定クランク角間の時間に対する時間比として記憶す
   る記憶手段と、前記時間比より次の気筒の基準位置信号
   の立上りエッジより立下りエッジまでの時間或いは立下
   りエッジより立上りエッジまでの時間を予測する時間予
   測手段と、前記時間予測手段により予測された時間を基
   準として点火時期の設定を行う点火時期設定手段とを有
   する内燃機関用点火時期制御装置。