JPS6217369A - 内燃エンジンのアイドル時の点火時期制御方法 - 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】 （発明の技術分野） この発明は、内燃エンジンのアイドル時の点火時期制御
方法に関し、特にアイドル時のエンジン回転数を目標ア
イドル回転数に正確に保持するように点火時期の制御を
図った内燃エンジンのアイド時の点火時期制御方法に関
する。

（技術の背景） 内燃エンジンはその運転状態がアイドル領域にある場合
、エンジン状態に応じた目標アイドル回転数で安定して
回転していることが望ましい。しかし、実際には負荷の
変動に因って目標アイドル回転数が一定に維持され難い
ことがある。

（従来技術と問題点） このような問題の対策として、点火時期を進遅角制御す
ることによってアイドル時の回転数を制御し、それによ
り目標アイドル回転数を保持するようにする技術が例え
ば特開昭５２−１５３０４２号公報等によって知られて
いる。この技術の場合、実回転数を検出し、その実回転
数が設定された目標アイドル回転数よりも上がった時は
点火時期を遅角制御し、また、実回転数が目標アイドル
回転数よりも下がった時は点火時期を進角制御する。

しかし乍ら、このように実回転数を検出し、その実回転
数のみをパラメータとして点火時期を進遅角制御する方
法では、エンジン温度に関係なく点火時期の進遅角制御
が行なわれるでエンジン冷間時には不都合が生ずる虞れ
がある。すなわち、エンジン冷間時にはシリンダ内での
燃焼状態が安定していないことが多く、このような場合
、燃焼状態の変動に起因する回転変動が生じる。従って
、このような状況で点火時期を進遅角制御してみてもア
イドル回転数を正確に制御することは霞しい。

一方、エンジン温度が所定値以上にある場合であっても
制御遅れに起因する回転数のハンチングを防止して安定
した回転数制御が要請される。

（発明の目的） そこでこの発明は、上述の如き問題に鑑み、アイドル時
の回転の安定化が図れ、かつ、目標アイドル回転数に正
確に制御することを可能とする内燃エンジンのアイドル
時の点火時期制御方法を提供することを目的とするもの
である。

（発明の構成） この発明では上記目的を達成するため、内燃エンジンの
動作パラメータに応じて最適に決定される点火進角値に
基づいて混合気の点火時期を制御する点火時期制御方法
において、エンジンが所定アイドル領域にあるか否かを
判別し、エンジン温度が所定値以上であるか否かを検出
し、エンジンが前記所定アイドル領域にあり、かつ、エ
ンジン温度が前記所定値以上にあるとき、エンジンの実
回転数とを検出し、前記決定した点火進角値を所定値だ
け遅角し、この遅角した点大進角値を更に、目標アイド
ル回転数と前記検出した実回転数の差に所定債、数を乗
じた値で補正し、この補正した点火進角値に基づき点火
時期を制御するようにしたものである。

（発明の実施例） 以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図はこの発明方法が適用される点火時期制御装置の
全体構成を示すブロック図で、該点火時期制御装置は例
えば図示しない４気筒内燃エンジンの点火時期を制御す
る。符号１０は中央演算ユニット（以下ｒＣＰＵＪとい
う）で、該ＣＰＵｌ０の入力側には入力回路１１を介し
て各種パラメータセンサが接続される。より具体的には
、エンジンの例えばカム軸周囲に取付けられ、各気筒の
圧縮行程路りの上死点（ＴＤＣ）前所定りランク角度位
１！（例えば１０°ＢＴＤＣ）で各気筒の基準クランク
角度位置を表わすＴｏ４信号パルスを発生するＴｏ４セ
ンサ１２が入力回路１１の波形整形回路１１ａを介して
ＣＰＵｌ０に接続されている。波形整形回路１１ａはＴ
ｏ４センサ１２からのＴｏ４信号パルスを矩形パルス（
第２図（、）のパルスｓ　ａ　４　ｅ　ｓ　ａ　Ｊに整
形してＣＰＵｌ０に供給する。Ｔ２４センサ１３はＴｏ
４センサ１２と同様にカム軸周囲に取付けられ、カム軸
が１回転する間、即ちクランク軸（図示せず）が２回転
する間に２４個の等間隔（クランク角度で３０”間隔）
パルスを発生する。Ｔ□センサ１３は波形整形回路１１
ｂを介してＣＰＵｌ０に接続され、波形整形回路１１ｂ
で波形整形されたＴ２４信号パルス（第２図（ｂ）のパ
ルスＳ３．、Ｓ４゜〜５４５１Ｓ２゜）がｃｐＵＩＯに
供給される。

更に、エンジンのスロットル弁下流の吸気管（共に図示
せず）内組対圧ＰＢＡを検出する絶対圧（ＰＢＡ）セン
サ１４．吸気温度ＴＡを検出する吸気温（ＴＡ）センサ
１６、及びエンジン本体の冷却水が充満した気筒周壁内
に装着され、冷却水温度（Ｔｗ）を検出するエンジン水
温（Ｔｗ）センサ１５が入力回路１１のレベル修正回路
１１Ｃ及びＡ／Ｄコンバータｌｉｄを介してＣＰＵｌ０
に接続されている。Ａ／Ｄコンバータｌｉｄはレベル修
正回路１１ｃで所定電圧レベルに修正された上述の絶対
圧センサ１４．吸気温センサ１６及びエンジン水温セン
サ１５からの各アナログ信号をデジタル信号に変換して
該デジタル信号をＣＰＵｌ０に供給する。

一方、ＣＰＵｌ０の出力側には点火コイル２２の一次側
コイル２２ａにコイル付勢電力を供給する駆動回路２０
が接続される。点火コイル２２の二次側コイル２２ｂは
配電器２４を介して各気筒の点火栓２５ａ〜２５ｄに接
続されている。尚、ＣＰＵｌ０にはバス２６を介して演
算プログラム等を記憶するＲＯＭ、２７及び演算結果等
を一時的に記憶するＲＡＭ２８が接続されている。

次いで、上述の様に構成される点火時期制御装置の作用
を第２図を参照しながら説明する。

先ず、ＣＰＵｌ０はＴｏ４センサ１２からのＴｏ４信号
及びＴ２４センサ１３からのＴ２４信号に基づき各気筒
の基準クランク角度位置からのクランク角度ステージ（
以下これを単に「ステージ位置」という）を検出する。

即ち、例えば第２図（ａ）、のＴｏ４信号信号パルスＳ
及４Ｓｉ２が発生した直後に検出されるＴ２４信号パル
スＳ４゜及びＳ２゜（第２図（ｂ））は例えば夫々第４
気筒及び第２気筒の圧縮行程終りのＴＤＣ信号が発生す
るものとすれば、ＣＰＵｌ０はＴｏ、信号パルスＳａ、
の発生直後に入力するＴ２４信号パルスＳ４゜により第
４気筒の基準クランク角度位置（ＴＤＣ位置）を検出す
ると共に第２気筒の基準クランク角度位置（第２図（ｂ
）のパルスＳ２゜発生位置）前の第０ステージ位置（第
２図（ｂ）のパルスＳ４゜及びＳ４□の立ち上がり時点
間を第０ステージ位置と定義する。以下同様）を検出す
る。そして、その後に入力するＴ２４信号パルスＳ４□
、Ｓ４２により＃１ステージ位置、＃２ステージ位置、
・・・を検出する。

ＣＰＵｌ０は所定ステージ位置（例えば、第１ステージ
位置）を検出したとき、上述した各種パラメータセンサ
からの出力信号により点火進角値θｉｇ、点火コイル通
電時間ＴＯＮ等の演算を行う。

点火進角値θｉｇは次式（１）に基づき演算される。

Ｏ１ｇ＝θＬ　ｇ　ＭＡＩ）＋θＣえ・・・（１）ここ
に点火進角値θｉｇは基準クランク角度位置（例えば第
２図（ｂ）のＴ２４信号パルスＳ２゜の発生クランク角
度位置）からのクランク角度で表わされて、θｉｇＭＡ
Ｒは基本点火進角であり、その値はエンジン回転数Ｎｅ
とエンジン負荷を表わすパラメータ、例えば吸気管内絶
対圧ＰＢＡとの関数として与えられる。具体的には、Ｒ
ＯＭ２７に記憶されたＮ　ｅ　−Ｐ　［Ｉ　Ａ−〇ｉｇ
マツプから絶対圧検出値ＰＢＡとエンジン回転数検出値
Ｎｅとに応じた値がｏｉ　ｇＭＡＰ値として読出される
。

尚、エンジン回転数Ｎｅは前記Ｔ２４信号パルスが入力
する毎に演算され、この手法はＴ２４信号のパルス発生
時間間隔に於ける所定クロックのパルス数を計数するこ
とにより求められた値Ｍｅの逆数として演算される。θ
Ｑ１＜は水温Ｔｗ、吸気温度ＴＡ等により決定される進
遅角補正変数値である。

なお、ＣＰＵｌ０はエンジンがアイドル時の所定状態に
あるとき、上述のようにして求めた点火進角値θｉｇを
補正する。これの詳細については後述する。

次いで、ＣＰＵｌ０は点火コイル２２の一時コイル２２
ａの通電時間Ｔ　ＯＮを演算する。この通電時間ＴＯＮ
はコイルの過熱防止及び点火栓での失火防止の双方の要
請から最適値に設定され、一般にはエンジン回転数Ｎｅ
の関数として求められる。

次に、ＣＰＵｌ０は上述のようにして求めた点火進角値
θｉｇ及び通電時間ＴＯＮから−次コイル２２ａの通電
開始時期Ｔｃｇ及び通電停止時期Ｔｉｇを演算する。先
ず１点火進角値θｉｇ、通電時間Ｔ　ＯＮより一次コイ
ル２２ａに通電開始すべきクランク角度位置（第２図（
ｃ）のｔ１時点に対応する位置）を基準クランク角度位
置から逆算し、この通電開始すべきクランク角度位置が
どのステージ位置にあるかを判別する。そして、判別さ
れたステージ位置（図示例では＃２ステージ位置）のＴ
２４信号パルスが入力する時点ｔｏ　（第２図（Ｃ））
からクランク軸の回転により通電開始すべきクランク角
度位置に至るに要する時間を求めこの時間を通電開始時
期Ｔｃｇとするのである。同様にして１点火進角値θｉ
ｇからコイル２２ａの通電を停止すべきクランク角度位
Ｉ！（第２図（ｃ）のｔ１時点に対応する位置）がどの
ステージ位置にあるかを判別する。そして、判別された
ステージ位置（図示例では＃４ステージ位置）のＴ２４
信号パルスが入力する時点ｔ２からクランク軸の回転に
より通電を停止すべきクランク角度位置に至るに要する
時間を求め、この時間を通電停止時期Ｔｉｇとする。

ＣＰＵｌ０はコイル２２ａの通電開始すべきステージ位
置のＴ２４信号パルス（Ｓ　、、　）を検出したとき（
ｔｏ時点）からＣＰＵｌ０の内部に備えられている通電
用カウンタにより通電開始時期Ｔ　ｃ　ｇの経過を待ち
、通電開始時期Ｔａｇが経過した時点（ｔｉ時点）で駆
動回路２０に通電制御信号を供給する。

そして、コイル２２ａの通電を停止すべきステージ位置
のＴ２４信号パルス（Ｓ、、）を検出したとき（ｔｚ時
点）、からＣＰＵｌ０の内部に備えられている通電停止
用カウンタにより通電停止時期Ｔｉｇの経過を待ち１通
電停止時期Ｔｉｇが経過した時点（ｔａ時点）で駆動回
路２ｏへの通電制御信号の供給を停止する。

駆動回路２０１１ＣＰＵ１０からの通電制御信号が供給
されている間に亘って点火コイル２２の一次コイル２２
ａにコイル付勢電力を供給する。この駆動回路２０から
のコイル付勢電力の供給が遮断されたとき、点火コイル
２２の二次コイル２２ｂ側に高電圧が発生し、この高電
圧は配電器２４を介して点火栓（図示例では点火栓２５
ｃ）に供給され、該点火栓で火花放電、即ち点火が生じ
る。

第３図はＣＰＵｌ０内において実行され、本発明に係る
エンジンアイドリング時の点火進角値θｉｇを設定する
手順を示すフローチャートである。

ステップ３０において、エンジン温度としてのエンジン
冷却水温Ｔｗが設定温度ＴＷＩＤＩＧ（例えば４０℃）
以上にあるか否かを判別する。そしてエンジン冷却水温
Ｔｗが設定温度Ｔｗｔｏ＋ａ未満である場合、以下のス
テップを実行することなく本プログラムを終了する。こ
れは、エンジンがアイドル時であってもエンジン水温Ｔ
ｖが設定温度ＴＶＩＤＩＧ未満である場合には、シリン
ダ内での燃焼状態が安定していないことが多く、このよ
うな場合、燃焼状態の変動に起因する回転変動が生じる
６従って、点火時期を制御してみてもアイドル回転を正
確に制御することは難しい。

一方、その答えが肯定（Ｙｅｓ）である場合、次のステ
ップ３１に進み、エンジンがアイドル領域にあるか否か
を判別する。この場合、アイドル領域にあるか否かの判
別は、エンジン回転数Ｎｅが低回転（例えば９００ｒｐ
ｍ以下）にあってスロットル弁開度θＴ１４がアイドル
開度θＩＤＬ以下のときスロットル弁開度（θ〒Ｈ）セ
ンサ２９により検出する）アイドル領域であると判別し
てもまた、エンジン回転数Ｎｅが低回転にあって吸気管
内の圧力ＰＥＡが所定値よりも低負荷側のときアイドル
領域であると判別してもよい。

そして、その答えが否定（Ｎｏ）である場合、本プログ
ラムを終了する。

また、エンジンがアイドル領域にある場合１次のステッ
プ３２に進み、検出された運転状態に最適なように前記
式（１）に基づいて演算された点火進角値θＩ９から所
定値ΔθＩＧＩＤＬを減算した差値を新たな点火進角値
θｉｇとする。

次にステップ３３に進み、エンジンの目標アイドル回転
数Ｎｅの逆数に対応する値Ｍ　！　Ｉ　Ｄ　Ｉ　Ｇを読
出すＭｌ！ＩＤＩＧ値は前記ＲＯＮ２７に記憶されてい
る第４図の如きＭＨＩ□。−Ｔｗｔｏｔｏテーブルから
読出す。

該テーブルはＴ’ＷＩＤＩＧ値が高いほどＭ！ＩＤＩＧ
値を大に、すなわちＮｅ値を小に設定している。

ＭＩｍＩＤＩＧ値の読出しが終ると次のステップ３４に
進み、エンジンの実回転数Ｎｅの逆数に対応する値ＭＥ
と前ステップ３３で読出したＭｌ！ＩＤＩＧ値の差ΔＭ
Ｅを計算する。

次いで、ステップ３５に進み、差ΔＭ、に所定計数φθ
ＭＥを乗じ、この値を前記ステップ３２で求めた点火進
角値θｉｇから減じ、該減算値を再度点火進角値θｉｇ
とする。この点火進角値θｉｇが最終的なアイドル点火
進角値θｉｇとなるが。

第５図に示す如くΔＭＥ値が正の値である場合にはアド
バンス側に進角補正され、負の値である場合にはリター
ド側に遅角補正される。

このようにして求めた点火進角値θｉｇによってＣ：Ｐ
Ｕｌｏはアイドル時の一次コイル２２ａの通電開始時期
Ｔａｇ及び通電停止時期Ｔｉｇを演算するのである。

なお、前記所定値ΔθＩＧＩＤＬはエンジンによって異
なるもので、適用するエンジンのアイドル時の回転の変
動状態等から実験的に求められる数値である。また、所
定計数φＯＭεも所定値ΔθｉｆＤしと同様に適用する
エンジンのアイドル時の回転の変動状態等から制御遅れ
に起因して回転数のハンチングが生じないような値に実
験的に求められ。

一般的に１回転当り０．０８〜０．１２程度とされる。

（発明の効果） 以上要するに、この発明に係る内燃エンジンのアイドル
時の点火時期制御方法は、内燃エンジンの動作パラメー
タに応じて最適に決定される点火進角値に基づいて混合
気の点火時期を制御する点火時期制御方法において、エ
ンジンが所定アイドル領域にあるか否かを判別し、エン
ジン温度が所定値以上であるか否かを検出し、エンジン
が前記所定アイドル領域にあり、かつ、エンジン温度が
前記所定値以上にあるとき、エンジンの実回転数を検出
し、航記決定した点火進角値を所定値だけ遅角し、この
遅角した点火進角値を更に、目標アイドル回転数と前記
検出した実回転数との差に所定係数を乗じた値で補正し
、この補正した点火進角値に基づき点火時期を制御する
ことを特徴としている。

従って、エンジンがアイドル領域にあってもエンジン温
度が所定値以上のとき、比較的エンジン状態が安定した
ときのみしかアイドル時の点火時期制御を行なわないよ
うにしたため安定したアイドル回転数の制御が可能とな
り、そのアイドル時の点火時期制御を実行するに当って
、アイドル回転の変動状況を考慮して、実験的に決定さ
れる所定係数を用いてこれを偏差ΔＭＢに乗じた値とし
て補正値を計算するためにアイドル回転の変動状況に適
合した補正ができ、一層アイドル回転の安定化が図れる
と云った利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明が適用された内燃エンジンの点火時期
制御装置の全体構成を示すブロック図、第２図はＴｏ、
センサ、Ｔ２４センサからのＴＯ４信号、Ｔ、４信号並
びに点火コイル通電制御信号の発生時間変化を示すタイ
ミングチャート、第３図はこの発明に係るエンジンアイ
ドル時の点火進角値θｉｇを設定する手順を示すフロー
チャート、第４図は目標回転数の逆数に対応する値Ｍ　
！Ｅ　Ｉ　Ｄ　Ｉ　Ｇ−エンジン冷却水温ＴＷＩＤＩＧ
との関係のテーブルを示すグラフ、第５図はアイドル時
の点火進角設定値θｉｇとエンジンの実回転数Ｎｏとの
関係を示す図である。 １０・・・中央演算ユニット（ＣＰＵ）、１２・・・Ｔ
ｏ。 センサ、１３・・・Ｔ２．センサ、１４・・・吸気管内
絶対圧（ＰＢＡ）センサ、１５・・・エンジン冷却水温
度（Ｔｗ）センサ、２０・・・駆動回路、２２・・・点
火コイル、２５ａ〜２５ｄ・・・点火栓、２９・・・ス
ロットル弁開度（θＴｌ（）センサ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、内燃エンジンの動作パラメータに応じて最適に決定
   される点火進角値に基づいて混合気の点火時期を制御す
   る点火時期制御方法において、エンジンが所定アイドル
   領域にあるか否かを判別し、エンジン温度が所定値以上
   であるか否かを検出し、エンジンが前記所定アイドル領
   域にあり、かつ、エンジン温度が前記所定値以上にある
   とき、エンジンの実回転数を検出し、前記決定した点火
   進角値を所定値だけ遅角し、この遅角した点火進角値を
   更に、目標アイドル回転数と前記検出した実回転数の差
   に所定係数を乗じた値で補正し、この補正した点火進角
   値に基づき点火時期を制御することを特徴とする内燃エ
   ンジンのアイドル時の点火時期制御方法。 ２、エンジン回転数が所定値以下、かつ、エンジンの吸
   気系に配されたスロットル弁の弁開度が所定開度以下の
   ときエンジンは前記所定アイドル領域にあると判別する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の内燃エン
   ジンのアイドル時の点火時期制御方法。 ３、エンジン回転数が所定値以下、かつ、吸気管内の圧
   力が所定値より低負荷側にあるときエンジンは前記所定
   アイドル領域にあると判別することを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の内燃エンジンのアイドル時の点火
   時期制御方法。 ４、エンジン冷却水温を前記エンジン温度とすることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の内燃エンジンの
   アイドル時の点火時期制御方法。 ５、前記目標アイドル回転数はエンジン冷却水温に応じ
   て設定されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の内燃エンジンのアイドル時の点火時期制御方法。