JPH03145572A - Ignition timing control device for internal combustion engine - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To prevent the abnormality and misfire of the ignition timing by correcting the excitation start timing and ignition timing for resetting as far as they can be changed in time when the ignition timing is changed due to the change of the operation state before the actual excitation start after the excitation start timing and ignition timing are set. CONSTITUTION:The next excitation start timing and ignition timing are calculated based on the present ignition timing by a CPU 301 in a control circuit which is inputted with output signals of an air flow meter 1, crank angle sensors 2 and 3, a knock sensor 6 and a water temperature sensor 7 and calculates the proper fuel injection quantity and ignition timing and controls injectors 81-84 and a distributor 4. The calculated excitation start timing is set in a compare match register 308, the ignition timing is stored in a RAM 303, and the newest ignition timing and the stored ignition timing are compared at a fixed interval until the next excitation start. When the ignition timing is changed and the correction of the change quantity is required, the excitation start timing and the ignition timing are corrected.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関の点火時期の設定において、点火時期
が進角または遅角した場合でも一定もしくはそれ以上の
通電時間を確保する機能をもつ内燃機関の点火時期制御
装置に関する。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention has a function of ensuring a constant or longer energization time even when the ignition timing is advanced or retarded in setting the ignition timing of an internal combustion engine. The present invention relates to an ignition timing control device for an internal combustion engine.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の制御法は、例えばノッキングを検出した場合には
、機関の保護、燃費、出力の向上のため点火時期を遅角
させ、ノッキングが生じなければ進角させて、常にノッ
キングが起こる限界に点火時期をコントロールし、また
遅角量を制限することによって進角時に点火時期がすみ
やかに追従するための補正であった。Conventional control methods, for example, retard the ignition timing when knocking is detected to protect the engine, improve fuel efficiency, and improve output, and advance it if knocking does not occur to always bring the ignition to the limit where knocking occurs. By controlling the timing and limiting the amount of retardation, this correction was made to ensure that the ignition timing quickly follows when the ignition timing is advanced.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上記従来技術は、点火時期をノッキングその他の運転状
態の変化により進角、遅角させた場合、点火時期は最適
化されるが、通電時間を確保する配慮がされていない問
題があった。The above-mentioned conventional technology optimizes the ignition timing when the ignition timing is advanced or retarded due to knocking or other changes in the operating state, but there is a problem in that no consideration is given to securing the energization time.

本発明は、点火時期を進角、遅角させた場合でも一定も
しくはそれ以上の通電時間を確保することによって、確
実な点火を実現することにある。An object of the present invention is to achieve reliable ignition by ensuring a constant or longer energization time even when the ignition timing is advanced or retarded.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的を達成するために、点火割込処理にて通電開始
時期２点火時期を補正し設定した後、通電開始までの間
、設定した点火時期とバックグランド処理にて算出して
いる点火時期とを比較し、変化が生じた気筒の点火時期
を時間的に変更可能であれば、適宜、変更しそれに合わ
せて通電開始時期も変更し再設定することによって常に
最適な点火時期２通電時間を設定するようにしたもので
ある。In order to achieve the above purpose, after correcting and setting the energization start timing 2 ignition timing in the ignition interrupt processing, the set ignition timing and the ignition timing calculated in the background processing are set until the energization starts. If it is possible to temporally change the ignition timing of the cylinder where the change occurred, change it accordingly, change the energization start timing accordingly, and reset it to always set the optimal ignition timing 2 energization time. It was designed to do so.

〔作用〕[Effect]

点火割込処理にて通電開始時期及び点火時期を設定後、
実際の通電開始までに運転状態の変化による点火時期の
変化があった場合、時間的に変更可能である限り、通電
開始時期１点火時期を補正し再設定を行うので、点火時
期の異常、及び失火が起きることがない。After setting the energization start timing and ignition timing in the ignition interrupt process,
If there is a change in ignition timing due to a change in operating conditions before the actual start of energization, as long as it can be changed in time, the ignition timing will be corrected and reset. No misfires occur.

〔実施例〕〔Example〕

以下１本発明の一実施例を説明する。第３図は本発明の
一実施例を示す構成図である。第３図において、１は空
気流量を測定すルエアフローメータ、２，３はクランク
角度に応じて信号を発生するクランク角センサで２は１
℃Ａごとに３はエンジン１回転ごとに信号を発生する。An embodiment of the present invention will be described below. FIG. 3 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention. In Fig. 3, 1 is an air flow meter that measures the air flow rate, 2 and 3 are crank angle sensors that generate signals according to the crank angle, and 2 is a 1
3 for every ℃A generates a signal every revolution of the engine.

１０は制御回路５からの点火信号によりイグニションコ
イルへ通電遮断を行なうイグナイタとイグニションコイ
ルである。イグニションコイルより出力される高電圧は
ディストリビュータ４により各気筒に配電され、点火時
期になると所定の気筒を点火させる。Reference numeral 10 denotes an igniter and an ignition coil that cut off current to the ignition coil in response to an ignition signal from the control circuit 5. The high voltage output from the ignition coil is distributed to each cylinder by a distributor 4, and when the ignition timing comes, a predetermined cylinder is ignited.

６はエンジンのノッキングを検出し制御回路５へ信号を
出力するノックセンサである。７はエンジンの冷却水温
を検知して制御回路５へ信号を出力する水温センサであ
る。８は制御回路５により決定された燃料の噴射時期及
び噴射時間に基づいて燃料を噴射するインジェクタであ
る。９は排気ガスの空燃比が理論空燃比に比べて濃いか
薄いかに応じて信号を出力するＯｘセンサである。５は
前記センサ信号を入力し、エンジンの適切な点火時期、
燃料噴射量を制御するための制御回路である。A knock sensor 6 detects engine knocking and outputs a signal to the control circuit 5. A water temperature sensor 7 detects the engine cooling water temperature and outputs a signal to the control circuit 5. Reference numeral 8 denotes an injector that injects fuel based on the fuel injection timing and injection time determined by the control circuit 5. Reference numeral 9 denotes an Ox sensor that outputs a signal depending on whether the air-fuel ratio of exhaust gas is richer or thinner than the stoichiometric air-fuel ratio. 5 inputs the sensor signal and determines the appropriate ignition timing of the engine;
This is a control circuit for controlling the fuel injection amount.

次に制御回路５の構成及び動作を第４図に従って説明す
る。第４図において、３０１は燃料噴射量９点火時期、
その他の演算を行なうための中央処理ユニット（ＣＰ　
Ｕ　Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｃ１ｎ１
ｔ）で１６ビツト構成のマイクロプロセッサである。Next, the configuration and operation of the control circuit 5 will be explained with reference to FIG. In FIG. 4, 301 is fuel injection amount 9 ignition timing;
Central processing unit (CP) for performing other calculations
U Central Processing C1n1
t) is a 16-bit microprocessor.

３０２は制御プログラム及び演算時に使用する定数デー
タを記憶しておくための読出し専用メモリ（ＲＯＭ　：
　Ｒｅａｄ　０ｎｌｙ　Ｍｅ＋ｍｏｒｙ）である、３０
３はＣＰＵでの演算データを一時的に記憶しておくため
のメモリ（ＲＡ　Ｍ　：　Ｒａｎｄｏｎ　Ａｃｃｅｓｓ
　Ｍｅｍｏｒｙ）である。３０４は１６ビツトのタイマ
であり、タイマ内のコンベアマツチレジスタと同タイマ
内の■６ビツトのカウンタの値が一致すると信号が出力
され、インジェクタが駆動される。このコンベアマツチ
レジスタは各インジェクタに１つ対応しておリシーケン
シャルな制御が可能である。３０６はエアフロセンサ１
．ノックセンサ６、水温センサ７．０２センサ９などか
ら出力されるアナログ信号を入力しデジタル信号に変換
するアナログ−デジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）である
、８ビツトタイマはクランク角センサ２の１’ＣＡ信号
をカウントとする８ビツトのカウンタ３０９．ＣＰＵに
より値が設定されるコンベアマツチレジスタ３０８゜こ
の２つの値を比較する比較器３１０、これらを制御する
コントロールモジュール３０７からなる。302 is a read-only memory (ROM) for storing control programs and constant data used during calculations.
Read only Me+mory), 30
3 is a memory (RAM: Randon Access) for temporarily storing data calculated by the CPU.
Memory). 304 is a 16-bit timer, and when the value of the conveyor match register in the timer matches the value of the 6-bit counter in the same timer, a signal is output and the injector is driven. One conveyor match register corresponds to each injector, and resequential control is possible. 306 is air flow sensor 1
．． The 8-bit timer is an analog-to-digital converter (A/D converter) that inputs analog signals output from the knock sensor 6, water temperature sensor 7, sensor 9, etc. and converts them into digital signals. '8-bit counter 309 that counts the CA signal. A conveyor match register 308 whose value is set by the CPU, a comparator 310 which compares these two values, and a control module 307 which controls these.

カウンタとコンベアマツチレジスタの値は常に比較器に
より比較されており、一致（コンベアマツチ）すると割
込を発生させると同時にイグナイタ１０に信号を送るこ
とにより点火する。３０５はクランク角センサ３からの
エンジン１回転毎の信号による回転信号割込、８ビツト
タイマのコンベアマツチによる点火割込などの割込処理
をＣＰＵに行なわせる割込コントローラである。３０１
はＣＰＵバスであり、周辺回路と制御信号、データ信号
を送受する。The values of the counter and the conveyor match register are constantly compared by a comparator, and when they match (conveyor match), an interrupt is generated and at the same time a signal is sent to the igniter 10 to ignite. Reference numeral 305 is an interrupt controller that causes the CPU to perform interrupt processing such as a rotation signal interrupt based on a signal from the crank angle sensor 3 for each revolution of the engine, and an ignition interrupt based on a conveyor match of an 8-bit timer. 301
is a CPU bus, which transmits and receives control signals and data signals to and from peripheral circuits.

以上が本発明を実現する装置の構成である０次に制御回
路５で行なう点火時期制御の演算処理手順を第１図のフ
ローチャートを用いて説明する。The arithmetic processing procedure for ignition timing control carried out by the zero-order control circuit 5, which is the configuration of the apparatus implementing the present invention, will be explained using the flowchart of FIG.

内燃機関を始動させるとバックグランド処理にて基本通
電開始時期、基本点火時期が算出される。When the internal combustion engine is started, the basic energization start timing and basic ignition timing are calculated in background processing.

バックグランド処理は割込処理中以外は常に実行されて
いる。その後点火信号で点火割込処理が実行されるが、
この点火割込処理は通電開始時、点火時に実行される。Background processing is always executed except during interrupt processing. After that, the ignition interrupt processing is executed by the ignition signal, but
This ignition interrupt process is executed at the time of starting energization and at the time of ignition.

またこの時同時に点火信号を出力することによって１つ
のコンベアマツチレジスタで通電開始２点火を制御し通
電時間を一定もしくはそれ以上確保することを可能にし
ている。Furthermore, by simultaneously outputting ignition signals at this time, it is possible to control the two ignitions at the start of energization with one conveyor match register, thereby ensuring a constant or longer energization time.

この点火割込処理ではまずステップ１０１で点火時と通
電開始時のどちらで実行されているのかを判定し１通電
開始時と判定されると（第２図２０２）ステップ１０６
に移行し前回の回転信号割込でメモリに格納された点火
時期ｄ２’　（ｄ’　）をコンベアマツチレジスタにセ
ットしリターンする。点火時と判定される（第２図２０
１）とまずステップ１０２で現在のカウンタ値Ｃを読み
込む０次にステップ１０３に移行し、基本通電開始時期
である点火から次の通電開始までの区間すを前回の回転
信号割込処理で算出した点火時期差分ｓｏをもとにｂｔ
＝ｂ＋ｅｏの演算式で補正してｂｚとし、カウンタ値Ｃ
に加えて絶対値ｂ１　としてコンベアマツチレジスタに
セットされる（第２図２０３）。In this ignition interrupt process, it is first determined in step 101 whether it is being executed at the time of ignition or at the start of energization, and if it is determined that it is at the start of 1 energization (202 in FIG. 2), step 106
Then, the ignition timing d2'(d') stored in the memory by the previous rotation signal interrupt is set in the conveyor match register, and the process returns. It is determined that it is ignition time (Fig. 2 20
1) First, in step 102, the current counter value C is read. Next, the process moves to step 103, and the interval from ignition, which is the basic energization start time, to the next start of energization is calculated using the previous rotation signal interrupt process. bt based on the ignition timing difference so
Corrected with the formula of =b+eo and set it as bz, and the counter value C
In addition to the absolute value b1, it is set in the conveyor match register (FIG. 2, 203).

ステップ１０４でこのｂ１′　　に対応する点火時期ｄ
′をメモリに格納しリターンする０点火割込終了後、ク
ランク角センサのエンジン１回転信号により回転割込処
理が実行される（第２図２０２）。In step 104, the ignition timing d corresponding to this b1'
' is stored in the memory and returned after the 0 ignition interrupt is completed, a rotation interrupt process is executed in response to the engine one revolution signal from the crank angle sensor (FIG. 2, 202).

回転割込処理ではまずステップ１１０で現在の８ビツト
カウンタの値を読み込みメモリに格納し。In the rotation interrupt processing, first, in step 110, the current 8-bit counter value is read and stored in memory.

ステップ１２０で点火割込処理終了から回転割込処理ま
での間の運転状態の変化をもとにバックグランド処理で
算出された最新の補正量ｆにより、カウンタ値ｇから点
火までの区間ｄ１はｄ　２＝　ｄ　１十ｆの演算式で補
正されｄＺとなる。このカウンタ値ｇからの点火までの
区間ｄは始動時に初期値をセットし、回転割込処理ごと
に補正される値である。次にステップ１３０で前回の点
火までの区間ｄｏとステップ１２０で補正された区間ｄ
２をもとに点火時期差分ｅがｅ＝ｄｏ−ｄｚの演算式で
算出され、ステップ１４０で点火割込の際−次補正した
通電開始時期ｂ１　をこの点火時期差分ｅをもとにｂｚ
’　＝ｂ１’　−）６の演算式で補正し二次補正値ｂ２
　とし、ステップ１０５でこの二次補正値ｂｚ’　　と
カウンタ値ｇを比較することによってｂ２′　　の設定
が可能か不可能かを判定する。この場合の不可能とは、
もうすでに通電が開始されているか、ソフトウェアのオ
ーバヘッドにより通電開始時期をコンベアマツチレジス
タにセットするまでに通電が開始されていまう場合であ
る。可能であると判定されれば、ステップ１６０でｂｚ
を最適通電開始時期としてコンベアマツチレジスタにセ
ットしく第２図２０６）、ステップ１２０で補正された
ｄｚはカウンタ値ｇに加えて絶対値ｄ２　とし通電開始
時期のｂｚ　で点火割込が実行された際コンベアマツチ
レジスタにセットされる（第２図２０７）、ステップ１
５０で不可能と判定された場合はステップ１７０に移行
し補正された点火時期ｄｚ　　に点火した際に一定の通
電時間ｔを確保できるか判定し確保できればステップ１
８０でｄｚ　　をメモリに格納しリターンする。In step 120, the interval d1 from the counter value g to the ignition is d according to the latest correction amount f calculated in the background processing based on the change in the operating state from the end of the ignition interrupt processing to the rotation interrupt processing. It is corrected by the calculation formula 2=d10f and becomes dZ. The interval d from the counter value g to the ignition is a value whose initial value is set at the time of starting, and which is corrected every rotation interrupt processing. Next, in step 130, the interval do up to the previous ignition and the interval d corrected in step 120
Based on 2, the ignition timing difference e is calculated using the formula e=do-dz, and in step 140, the energization start timing b1, which has been corrected at the time of ignition interrupt, is calculated as bz based on this ignition timing difference e.
' = b1' -) Corrected using the formula 6 to obtain the secondary correction value b2
Then, in step 105, it is determined whether b2' can be set or not by comparing this secondary correction value bz' with the counter value g. What is impossible in this case is
This is a case where the energization has already started or is started before the energization start time is set in the conveyor match register due to software overhead. If it is determined that it is possible, in step 160 bz
is set in the conveyor match register as the optimum energization start time (Fig. 2 (206)), and the dz corrected in step 120 is added to the counter value g and becomes the absolute value d2, and when the ignition interrupt is executed at the energization start time bz. Set in the conveyor match register (Fig. 2 207), step 1
If it is determined that it is not possible in step 50, the process moves to step 170, and it is determined whether a certain energization time t can be secured when igniting at the corrected ignition timing dz. If it can be secured, step 1 is executed.
At 80, dz is stored in the memory and the process returns.

このステップ１８０の処理は点火時期が遅角側に補正さ
れた場合で通電時間は長くなるが点火には影響しない、
しかし２を以上にはなることはあり得ないので他の制御
に影響が及ぶことはない、またステップ１７０で通電時
間ｔを確保できないと判定されれば通電開始時期の二次
補正値ｂ２′　　はコンベアマツチレジスタにセットせ
ずリターンする。この場合は点火割込処理でセットした
通電開始時期はｂ１′（第２図２０３）、点火時期はｄ
１（第２図２０８）が最終セット値となる。The processing in step 180 is performed when the ignition timing is corrected to the retarded side, and although the energization time becomes longer, it does not affect the ignition.
However, since it is impossible for the value to exceed 2, other controls will not be affected. Also, if it is determined in step 170 that the energization time t cannot be secured, the secondary correction value b2' of the energization start time is Returns without setting the conveyor match register. In this case, the energization start timing set in the ignition interrupt processing is b1' (203 in Figure 2), and the ignition timing is d.
1 (208 in FIG. 2) is the final set value.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明は以上説明したように過渡状態であっても常に最
適な点火時期が設定でき一定の通電時間が確保できる。As explained above, the present invention can always set the optimum ignition timing even in a transient state and ensure a constant energization time.

さらに一つのコンベアマツチレジスタで通電開始時期と
点火時期の制御を可能にしたことは、ハードウェアの簡
略化を可能にできる。Furthermore, by making it possible to control the energization start timing and ignition timing using a single conveyor match register, it is possible to simplify the hardware.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明の一実施例のフローチャート、第２図は
一実施例のタイミングチャート、第３図は本発明を実現
するシステムの構成図、第４図は本発明を実現する制御
回路の構成図である。 １・・・エアフローメータ、２，３・・・クランク角セ
ンサ、４・・・ディストリビュータ、５・・・制御回路
、６・・・ノックセンサ、７・・・水温センサ、８・・
・インジェクタ、９・・・Ｏｚセンサ、１０・・・イグ
ナイタ、８１羊 図 の 田私借号劃込絽埋 第３ 図 第４０Fig. 1 is a flowchart of an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a timing chart of an embodiment, Fig. 3 is a configuration diagram of a system implementing the invention, and Fig. 4 is a diagram of a control circuit implementing the invention. FIG. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Air flow meter, 2, 3... Crank angle sensor, 4... Distributor, 5... Control circuit, 6... Knock sensor, 7... Water temperature sensor, 8...
・Injector, 9...Oz sensor, 10...Igniter, 81 Sheep's private name 劃入絽bury No. 3, Fig. 40

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １、内燃機関の運転状態を検出する各種センサと前記セ
ンサからの出力信号をデジタル処理する演算回路と前記
演算回路を操作するプログラム及び前記演算回路による
演算結果を記憶する記憶手段と前期演算結果に基づき内
燃機関の制御を行なう制御機構とカウンタ、コンベアマ
ッチレジスタ、比較器からなり、前記カウンタと前記コ
ンベアマッチレジスタの値が一致することにより信号を
出力するタイマなどから構成される点火制御装置におい
て、現在の点火時期で次回の通電開始時期と点火時期を
上記演算回路にて計算し、通電開始時期は上記コンベア
マッチレジスタに設定し、点火時期は上記記憶手段に格
納した後、上記演算回路にて算出された最新の点火時期
と上記記憶手段に格納された点火時期を次回の通電開始
までの間、一定間隔で常に比較を行ない、点火時期が変
化しその変化分の補正が必要となつた場合、通電開始時
期を補正しそれに連動して点火時期を補正することを特
徴とする内燃機関の点火時期制御装置。 ２、特許請求の範囲第１項の補正を回転信号割込タイミ
ングで行うことを特徴とする内燃機関の点火時期制御装
置。 ３、特許請求の範囲第１項の補正において点火時期が変
化し補正しようとする際に、すでに通電が開始されてい
る場合は進角側の補正は行なわず遅角側の補正のみ行な
うことを特徴とする内燃機関の点火時期制御装置。[Scope of Claims] 1. Various sensors that detect the operating state of the internal combustion engine, an arithmetic circuit that digitally processes output signals from the sensors, a program that operates the arithmetic circuit, and a memory that stores the arithmetic results of the arithmetic circuit. It consists of a control mechanism that controls the internal combustion engine based on the means and the result of the previous calculation, a counter, a conveyor match register, a comparator, and a timer that outputs a signal when the values of the counter and the conveyor match register match. In the ignition control device, the next energization start timing and ignition timing are calculated by the above-mentioned arithmetic circuit based on the current ignition timing, the energization start timing is set in the above-mentioned conveyor match register, and the ignition timing is stored in the above-mentioned storage means. , the latest ignition timing calculated by the arithmetic circuit and the ignition timing stored in the storage means are constantly compared at regular intervals until the next start of energization, and when the ignition timing changes, correction is made for the change. 1. An ignition timing control device for an internal combustion engine, which corrects the energization start timing and corrects the ignition timing in conjunction with the energization start timing when the ignition timing becomes necessary. 2. An ignition timing control device for an internal combustion engine, characterized in that the correction according to claim 1 is performed at rotation signal interrupt timing. 3. When the ignition timing changes and is to be corrected in the correction set forth in claim 1, if energization has already started, only the correction on the retard side is performed without making the correction on the advance side. Characteristics of the ignition timing control device for internal combustion engines.