JPS59208144A

JPS59208144A - 内燃エンジンの電子式制御方法

Info

Publication number: JPS59208144A
Application number: JP58083420A
Authority: JP
Inventors: Tsuneo Nakajima; 中島　恒雄
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1983-05-12
Filing date: 1983-05-12
Publication date: 1984-11-26

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】本発明は内燃エンジンの電子式制御方法に関し、特に、
クランク角信号間を補間演算してエンジンの運転状態に
応じた点火角度及び／又は燃料噴射時期に対応するクラ
ンク角位置を算出し、この算出したクランク角位置に基
いてエンジンの点火時期及び／又は燃料噴射時期を制御
する電子式制御方法に関する。

一般に、重子式点火時期制御又は電子式燃料噴射制御全
行なうエンジンはクランク軸の回転角を検出する回転角
検出器ｆ！：備え、クランク軸が所定角回転する毎にク
ランク角信号を発生させ、このクランク角信云により演
算されたクランク軸の回転角がエンジンの運転状態に応
じて算出された点火角度になったとき点火を行なう。＠
、９下点火制御の場合を例示して説明するが燃料噴射の
場合も同様である。

斯かる電子式点火時期制御方法において、前記クランク
角信号をクランク軸が例えば３０度向回転る毎に発生さ
せ、６０度以下のクランク軸の回転角度はクランク角信
号の周期すなわちクランク角信号間を補ｍ１演算して求
める方法が考えられる。

これを第１図で説明すると、エンジンの運転状態に応じ
て算出された点火角度付＃がクランク角信号のｒＬ＃目
とル＋１番目の信号との間（点火ゾーン）の位＃Ｘであ
る場合、クランク軸の回転角がル番目のクランク角信号
発生後この位ｆ＃、ＸＫなったか否かの判断は、ｒＬ番
目の信号発生後に時間ｔｘが軽薄したか否かで判断され
る。この時ｍ１ｔｘは時ＩＨＩＴ＋ｚ（上記例では３０
度の回転角に相当）を捕聞計肴例えば比例計算して求め
られる。

しかるに、時間ｔｘを算出するためには時間Ｔｎを計測
しなければならないが、この計ψ１」けル番目の信号発
生１１ｆに行なうことはできない。従って、補１！ノ演
算を行なう電子式点火時期制御方法では必然的にル番目
の信号よシ前の信号による情報がら時間Ｔｎを予測する
ことになる。例えばｕｆＶｊＴｎ−２が時間ＴｎＫ等し
いと仮足して演鍔を行なう。正確な点火時期を算出する
ためには可能な限り最新のデータ即ち点火ゾーン直前の
データ（上記例では時間Ｔｎ−１）を使用することが望
ましい。しかし、時間ｔｘの算出には時間を幾し、直前
のデータを使用して点火を制御すると点火を適庸ンク角
で行なうことができない場合が生じ得る。

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、エンジンの
クランク軸が所定角回転する毎に発生する第１の信号と
第１の信号の間に複数個発生する第２の信号をマイクロ
プロセッサによシ補間演算処理し、該処理に基き内燃エ
ンジンの点火制御及び／または燃料噴射の制御をする内
燃エンジン制御方法において、前記演算処理を前記第１
の信号量的で、１回目の演算結果によシ制御を行う間に
再度の演算を行うと共に１回目の演算結果と再度の演算
結果が置換可能か否かを判別し、可能な場合は１回目の
演算結果に換え前記再度の演算結果により点火制御及び
／または燃料噴射制御を行うようにし、補間演算による
点火時期制御及び／又は燃料噴射時期制御の精度の向上
を図る内燃エンジンの電子式制御方法を提供することを
目的とする。

以下本発明の制御方法を、点火時期の制御に適用した実
施例について図面を参照して説明する。

第２図は点火時期制御装置の全体を説明するブロック図
である。

第２図において、中央演算処理装置（以下ＣＮＪという
）を具備する電子コントロールユニット（以下ＥＣＵと
いう）１０には、内燃エンジンの吸気管（図示せず）に
配設された吸気管内絶対圧センサ（以下ｐＢセンサとい
う）１１からの出力信号、クランク軸の各気筒（例えば
４気筒）の上死点近傍位置を検出する回転角検出器１３
からのＴＯ４信号（第４図Ｇ６）　）　、及びクランク
軸の所定の回転角を逐次検出する回転角検出器１２から
の１′２４信号（第４図（ｃＬ））が夫々入力される。

そして、ＥＣＵｌｏはこの３つの入力信号に基いて点火
時期を算出し、所定の点火時期に点火回路１４に点火制
御信号を出力して点火コイル１５の一次側コイルに通電
する電流を断続し、点火コイル１５の２次側コイルに高
市、圧を発生させる。この点火コイル１５の２次側コイ
ルに発生する高電圧は分配器１６によって各気筒のスパ
ークプラグ１７に分配電される。

第６図Ｉ−ｉ第２図に示すＥＣＩＪｌｏの内部構成を示
すブロック図である。

ＥＣＵｌｏの波形整形回路１０１の入力端子は回転角検
出器１２の出力端子に、出力端子はＣＰＵ１０２の入力
端子１０２αに接続され、波形整形回路１０６の入力端
子は回転角検出器１３の出力端子に、出力端子はＣＰＵ
１０２の入力端子１０２・ｂに接続される。レベル修正
回路１０４の入力端子はＰＢセンサ１１の出力端子に、
出力端子はアナログ−デジタルコンバータ１０５０入力
端子に接続され、アナログ−デジタルコンバータの出力
端子はＣＰＵ１０２の入力端子１０２Ｃに接続される。

ＣＰＵ１０２の出力端子１０２ｄｌｄ点火回路１４（第
２図）の入力端子に接続される。

ＣＰＵ１０２は波形整形回路１０３で波形整形されたＴ
。４信号（第４図（ｂ））のパルス周期をクロックパル
スで計数してエンジン回転数Ｎｅｆ７ｉ出すると共に、
波形整形回路１０１で波形整形され、Ｔｏ４信号信号断
定数例えば６個発生する１２４信号（第４図（α））と
ち。信号とによシフランク軸の回転　　゛角度を演算す
る。

ここで１．第４図（α）及び（ｂ）に示すように、Ｔｅ
３　信号が発生して次のＴ。４信号が発生するまでの１
２４他号に順次１．２’、３，４．５．６と付番し、１
番目のＴ、４信号の立下りから２番目のＴ２４信号の立
下りまでをステージ１といい、以下同様にステージ２、
・・・・・・、ステージ６という。この各ステージの間
はクランク軸の３０度の回転角に相当する。このため、
１番目の１２４信号の立下りを各気筒における上死点位
置（以下ＴＤＣという）とする場合、６番目の１′２４
信号の立下シの時点がＴＤＣ’６１１３０度の位置とな
り、５番目の４４信号の立下りの時点がＴＤＣ前６０１
ｉの位置となる。伺、各ステージ１〜乙の間隔はエンジ
ンの回転数によって変動する。１〜６首目の各Ｔ２４信
号の周期即ちステージ１〜６の時間を夫々Ｔ、〜１．と
表わす。

ＣＰＵ１０２は、また、ＰＢセンサ１１の出力信号をレ
ベル修正回路１０４及びアナログ−デジタルコンバータ
１０５を介して読み込み、吸気管内絶対圧ＰＢと前述し
たエンジン回転数Ｎ’ｅとによりそのときのエンジンの
運転状態に最適な点火角度θりを後述する制御プログラ
ムに従って演算する。そして、これらの算出された点火
角度θりとクランク軸の角転角度とから後述の第５図に
示す制御プログラムに従って点火時期全演算し、この演
算結果に基いて点火時期制御信号（第４図（Ｃ））を出
力端子１０２ｄに出力して点火回路１４（第２図）に加
える。この点火時期制御信号は、後述する点火カウンタ
の内容が零になったときに立下るパルス信号である。こ
の点火回路１４は点火時期制御信号の立上シから点火コ
イル１５の一次コイルに通電を開始し、点火時期制御信
号の立下りの時点で一次電流を遮断して点火を行なう。

第５図Ｉ′ｆ、ＣＰＵ１０２が実行する制御フログラム
の一実施例を示すフローチャー１・である。

イグニッションスイッチが投入されると本グログラムが
読と出され、先ず主制御プログラムのステップ１でＥＣ
ＩＭＯが初期化され、ステップ２に進み、後述するステ
ージカウンタの値が１であるか否かの判別、Ｒ１］ち、
現在のステージがステージ１であるか否かの判別を行な
う。

ステップ２の判別結果が肯定（Ｙｅｓ）の場合には、Ｐ
Ｂセンサ１１からの吸気管内絶対圧ｐＢｆ取り込み（ス
テップ３）、次にＴ。４信号のパルス周期からエンジン
（ロ）転数Ａ’ｇを算出する（ステップ４）。

そして、これ等のＰＢ値とＨｅ値とからエンジンの運転
状態に最適な点火角度θ１ｙｋ３算（ステップ５）する
。このθりの演算は、例えばメモリにｐＢ値とＮｅ値と
で表わされるエンジンの運転状態に対応して予め記憶さ
れている値を読み出して行なう。

ステップ２の判別結果が否定（Ｎｏ）の場合、又はステ
ップ５の演算が終了した場合には再びステップ２に進む
。即ち、点火角度θｔｇの演算はステップ１からステッ
プ５で示す主制御プログラムにおいてステージ１の期間
に実行される。

本プログラムではさらに、主制御プログラムのステップ
２の実行処理の前にＴ２４信号がＣＰＵ１０２に供給さ
れると割込処理プログラムが実行される。

この割込処理プログラムは各Ｔ□倍信号立下る毎に胱す
出され、先ずステージカウンタの値を１だけ増加する（
ステップ１０）。このステージカウンタはＴ。４信号が
ＣＰＵ１０２に供給されるとリセットされて零になり、
割込処叩プログラムが断付出される毎に値１・が加算さ
れる。即ち、ステージカウンタが１のときは現在のステ
ージがステージ１でアシ、ステージカウンタが２のとき
はステージ２１ｒ：示す。以下同様にステージカウンタ
の内容が３．４．５．６のときは夫々現在のステージが
ステージ３，４．５．６でおることを示す。

次にステップ１１に進みステージカウンタの内容が３で
あるか否かが判別され、判別結果が肯定（Ｙｅりの場合
にはステップ１２に進む。ステップ１２ではステップ５
で演算した点火角度θりが３０■より大きいか否かが判
別され、判別結果が肯定（）’ｇ、？）の場合、即ち点
火角度θりが３０度よシ大きい場合には、点火角度θり
から６０度を減じた値を新たな点火角度θりとして設定
する（ステップ１６）と共に点火ゾーンとしてステージ
５金指足し７（ステップ１４）、この割込処理プログラ
ムの実行を終了し主制御プログラムに戻る。

ステップ１２の判別結果が否定（ＮＯ）の場合、即ちス
テップ５で演算した点火角度θりが３０度ｊｕ下の場合
には点火ゾーンとしてステージ６を指足しくステップ１
５）、この割込処理プログラムの実行を終了し７主制御
プログラムに戻る。

ステップ１１０判別結果が否定（７ｖＯ）の場合にはス
テップ１６に進み、ステージカウンタの内容がステージ
６で必るか否かが判別される。この弔］別縛果が肯定（
Ｙｅｓ）の場合にはこの割込処理フ゛ログラムの実行′
（ｉｌ−終了して主…］制御プログラムｒＣ戻り、否定
（ＮＯ）の場合即ち法人ゾーンがステージ５であるｊ場
合には、ステージ５の開始位置（１’ＤＣ前６０雇の位
１Ｋ）から点火角度θＬｇの位置までの回転角に対応す
る第１の時間Ｔｉハ全点火カウンタに設定シ（ステップ
１８）、ステップ１９に進む。

第１の時間Ｔｉｐ５は、第７図に示すようにステップ５
で演算した点火角度θりがＴＤＣ”前４０度の場合（ス
テップ１３の再設定でステージ５終了創１０度とされる
）には、ステージ５の開始位置（ＴＤＣ前６０’の位置
）から２０度になる丑での時間である。この仙Ｔｉハは
ステージ５の時間Ｔ。

（クランク軸の３０度の回転角に相当する）を補間演算
例えば比例計算して求める。即ち、上記例では２０度の
回転角に相当する時１ｊＩＴ、　ｘ　（２０ン３００）
ｋＴ’！ｈ値として算出する。しかるに、点火を行なう
ステージ５０時間Ｔ、全点火前に算出するＣとはできな
い。そこで、Ｔ０４信号間（クランク軸の１／２回転に
相当する）の短時間内においては各１２４信号間の間隔
は略等しいと見做し、ステージ５以前のステージの時間
をステージ５０時１ｊｊｉ　Ｔ５として上記Ｔｉ、ｑ、
値を求めることになる。時間７゛、に最も近いと考えら
れるステージはステージ５直前のステージ４であるが、
ステージ４の時間Ｔ４に求め、この時間Ｔ４と点火角度
θｉｇとからＴ’９５値を演算する（屹はＣＰＵ１０２
の演算速度で決まる所足時間を要するためステージ４の
時間Ｔ、ｆ使用することができない。従って、本実施例
ではステージ５の２つ前のステージ３の時間Ｔ３を時間
Ｔ、と見做してＴｉｇ。

佃゛を算出し、この値Ｔｉり、値を点火カウンタに設定
する。Ｒ１４ち、正研には”！Ｉ５””ｓ　Ｘ　（２０
／３Ｑ’　）として演ガ、される。

ステップ１９では点火コイル１５（第２図）の非通電時
間を決定し、この非通電時間に対応するイ１０ヲ非辿門
カウンタに設定してこの割込処理プログラムの実行を終
了し主制御プログラムに戻る。

非辿′市時間とは点火が行なわれた後、即ち点火コイル
１５の一次側コイルへの通電が遮断された後つぎの点火
のために通電を開始するまでの時間である。通電時間は
点火エネルギが略一定となるように略一定時間例えば４
〜５ｍｓに設定され、エンジン回転数ＩＶｅが上昇する
と連続する前後の点火に要する通電時間がオーバーラツ
プしてしまい、点火即ち電流の遮断が行なわれなくなる
。従って、非通電時間を確保し点火が確実に行なわれる
ようにするために前後する非通電時間が所足時間例えば
１．５ｍ、？以下になったときは非通電時間を１．５ｍ
、ｓに設定する。従って、エンジン回転数が上昇した場
合は、通電時間が短縮される事は勿論である。

ステップ１６の判別結果が否定（ＮＯ）の場合には次に
ステージカウンタの内容が５であるか否かを判別しくス
テップ２０）、この判別結果が肯定（Ｙｅｓ）の場合に
はステップ２１１Ｃ進む。ステップ２１では点火ゾーン
がステージ５であるか否かを判別し、判別結果が肯定（
ｙｅｙ）の場合即ち現在のステージがステージ５であり
且つ点火ゾーンである場合にはステップ１８でＴす、値
が設定された点火カウンタをスタートさせる（ステップ
２２）。

点火カウンタはダウンカウンタであり、点火カウンタの
内容が零になったときＣＰＵ１０２（第６図）の出力端
子１０２ｄの出力信号は立下り点火がなされる。点火カ
ウンタが零になると前述した非通電カウンタ（ダウンカ
ウンタ）がスタートし、非通電カウンタの内容が零にな
るまでの間点火コイルへの通電が禁止される。

ステップ２２で点火カウンタがスタートされた後次にス
テップ２３に進む。このステップ２６の詳細なフローチ
ャーＩｆ第６図に示す。

上述した様に、点火の時点を決めるＴｚＬ　値の演算に
使用するステージの時間は点火ゾーン直前のステージ４
の時間Ｔ４を使用する方が適確な点火を行なうことがで
きる。そこで、ステージ６の時［ドＩＴ３に基いて演算
したＴｉｇ、値で点火時期を制御するために点火カウン
タをスタートさせると共に、これと直行してステージ４
の時間Ｔ４に基いて一層正確な時間”、７ｓ’（第２の
時間）全演算し、この値Ｔｉハ′が値Ｔｉ、ｑ、と時間
的に置換可能である場合には点火カウンタの設足値をＴ
ｔｇ５’値に設足し直し、Ｔｉｇ５’値に基いて点火を
制御する。

このため、先ずステージ４の時間Ｔ４を補間演算、本実
施例ではステップ１８と同様に比例計算でＴｉ、ｑ５’
値全算出する（ステップ２３１）。ステップ１８におけ
る例で説明するとＴＬ９ｓ’−Ｔ＜　Ｘ　（２０，，３
ｏ−）となる。

次にＴｔｈ値とＴｉｇ５’値との差ΔＴｉｇ、＝Ｔｉｙ
５−Ｔｉｇ、’ｔ　’ｌ？−出しくステップ２３２）、
点火カウンタの内容αを読み取る（ステップ２３３）。

これ等の値ＴｉｇＩｌ、　Ｔｉり、′、ΔＴす、αの夫
々の関係を”！Ｉ５＞　Ｔｉ、ｑｓ’となる場合を例に
とって図示すると第８図のようになる。即ち、位置Ａ及
びＢを夫々Ｔｉｇ、値及びＴｉｇ、’値による点火位置
とすると位置ＡとＢとの距離に相当する時間がΔＴｉ、
ｑでをりる。そして、点火カウンタのダウンカウント開
始時点即ちステージ５の開始位置（ＴｆＪＣ庁７６０度
の位置）からＴｉハ′の算出に要した時間が経過したと
きのクランク軸の回転位ｋを位置Ｃとすると、位７ｃに
おいて点火カウンタに残っている内容（位置ＡとＣとの
距離に相当する時間）がαである。

Ｔｉ　ｇ、’値、Δ１゛す値及びα値が算出されると次
にこのα値が所足値により大きいか否かが判別される（
ステップ２６４）。この所足値Ｋ１−１点火カウンタの
内容を新たに算出したＴｉｇ、′値に基〈値と入れ替え
る時間的余裕があるか否かを判別するための値であり、
例えばステップ２３４から後述するステップ２３６迄の
実行処理に要する時間があるか否かを判断する値である
。この判別結果が肯定（Ｙｅｓ）の場合、即ちα〉Ｋが
成立し点火カウンタの内容が入れ替可能な場合には、ス
テップ２３５に進みＴす値（＝α−ΔＴｉｇ）を算出し
、このＴｔｇ“値をダウンカウントしている点火カウン
タに再セット（ステップ２３６　）　Ｌ、、第５図の割
込処理の実行を終了し主制御プログラムに戻る。同、ス
テップ２３４から２３６までの実行を行う処理時間を考
慮してＴｉｇ”値を演算すると、よシ正確な時期に点火
を行うことができる。

ステップ２３４の判別結果が否定（Ｎ（＋）の場合、即
ち新たに算出しｆｃＴｔｙ５’値に基く値を点火カウン
タに再セットする時間的余裕がない場合には点火カウン
タの再セットは行なわずに第５図の割込処理の実行を終
了し主制御プログラムに戻る。即ち、点火はＴｚＬ値に
基いて行なわれる。

ステップ２１の判別結果が否定（Ｎ　ｏ　）の場合、即
ち現在のステージがステージ５で点火ゾーンがステージ
乙の場合には、ステップ５で算出した点火角度θｉｇに
応じた値Ｔｉｇ。（第１の時間）を点火カウンタに設定
しくステップ２４）、非通電カウンタを設定して（ステ
ップ２５）この割込処理の実行を終了し主制御プログラ
ムに戻る。

ＴｉＨ２値（第７図）の算出はステップ１８で説明した
Ｔｉｇ、値の算出と同様で、ステージ乙の２つ前のステ
ージ４の時間Ｔ４に基いて算出される。ステップ２５の
処理はステップ１９と同一である。

ステップ２０の判別結果が否定（、Ｎｏ）の場合には次
のステージカウンタの内容が６であるか否かを判別しく
ステップ２６）、この判別結果が肯定（Ｙｅｓ）の場合
にはステップ２７に進む。ステップ２７では点火ゾーン
がステージ６であるか否かを判別し、判別結果が否定（
Ｎｏ）の場合即ち現在のステージはステージ６であるが
点火ゾーンはステージ５である場合には点火は終了して
いるためこの割込処理を終了し主制御プログラムに戻る
。

ステップ２７の判別結果が肯定（ＹｇＳ）の場合、即ち
現在のステージがステージ６で且つ点火ゾーンである場
合には、ステップ２４でＴす。値が設定された点火カウ
ンタをスタートさせ（ステップ２８）、次にステップ２
９全実行して割込処理を終了し主制御プログラムに戻る
。

ステップ２９の実行はステップ２３の実行と同様に第６
図の括弧書のステップ番号に沿って行ない、ＴＬ！１゜
′値（第２の時間）をステージ５の時間Ｔ、を基に算出
し、このＴｉｇ、’に基〈値（α−ΔＴす）を点火カウ
ンタに再セツト可能な場合には再セットしてＴす。′値
に基いて点火時期の制御を行なう。

ステップ２６の判別結果が否定（Ｎｏ）の場合、即ち１
番目又は２番目のＴ２４信号によシこの割込処理プログ
ラムが読す出された場合には、そのままこの割込処理プ
ログラムの実行を終了し主制御ｌｌプログラムに戻る。

これは、本実施例ではステージ１及び２の期間をあき時
間としているためで、必要ならば他の処理演算をステー
ジ１又は２で行なってもよい。

伺、上述の実施例ではステップ１８　、２４，２３１゜
２９１で行なう補間演算として点火ゾーンとなるステー
ジ以前のステージの時間を点火ゾーンのステージの時間
と等しいと見做しこれを比例計算したが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、他の補間演算、例えば点火
ゾーン以前の複数のステージの時間相互の関係から点火
ゾーンのステージの時間を予測するようにしてもよい。

また、ステップ１８と２３１で同じ補間演算をする必要
はなく別々の補間法で演算してもよい。

以上説明したように本発明によれば、エンジンのクラン
ク軸が所定角回転する毎に発生する第１の信号と第１の
信号の間に複数個発生する第２の信号をマイクロプロセ
ッサによシ補間演算処理し、該処理に基き内燃エンジン
の点火制御及び／またけ燃料噴射の制御をする内燃エン
ジン制御方法において、前記演算処理を前記第１の信号
量内で、１回目の演算結果によシ制御を行う間に再度の
演算を行うと共に１回目の演算結果と再度の演算結果が
置換可能か否かを判別し、可能な場合は１（ロ）目の演
算結果に換え前記再度の演算結果により点火制御及び／
または燃料噴射制御を行うようにしたので、補間演算に
よる点火時期制御及び／又は燃料噴射時期制御の精度の
向上を図ることができ、エンジンの運転性能の向上を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は補間演算による点火制御を説明するタイミング
チャート、第２図は本発明を適用した電子式点火時期制
御装置のブロック図、第３図は第２図（ＤＭ、子コント
ロールユニットの内部構成を示すブロック図、第４図（
α）〜（ｄ）は第２図の電子コントロールユニットの動
作を説明するタイミングチャート、第５図は本発明によ
る電子式点火時期制御装置の制御プログラムの一実施例
を示すフローチャート、第６図は第５図のフローチャー
トのステップ２３．２９の詳細なフローチャート、第７
図は点火角度θｉｌと第１の時間Ｔりとの関係を説明す
るタイミングチャート、第８図は第１の時間Ｔｉｇと第
２の時間Ｔす′との関係を説明するタイミングチャート
である。１０・・・電子コントロールユニット、１１・・・ｐＢ
センサ、１２．１３・・・回転角検出器、１４・・・点
火回路、１５・・・点火コイル、１０２・・・ＣｐＵ、
Ｔ、４信号・・・クランク角信号、θす・・・点火角度
、Ｔｉｙｌｌ。７゛す。・・・第１の時間Ｎ　”’Ｉ５’　ｒ　”！Ｉ
ｓ’・・・第２の時間。

Claims

【特許請求の範囲】

１　エンジンのクランク軸が所定角回転する毎に発生す
る第１の信号と第１の信号の間に複数個発生する第２の
信号をマイクロプロセッサによシ補開演算処理し、該処
理に基き内燃エンジンの点火制御及び／または燃料噴射
の制御をする内燃エンジン制御方法において、前記演算
処理を前記第１の信号量内で、１回目の演算結果により
制御を行う間に再度の演′ｊｊ４−を行うと共に１回目
の演算結果と再度の演算結果が置換可能か否かを判別し
、可能な場合は１回目の演算結果に換え前記再度の演算
結果によし点火制御及び／または燃料噴射制御を行うこ
とを特徴とする内燃エンジン制御方法。