JP2004324418A - 内燃機関の点火制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関の回転の急激な変動が発生した場合であっても、点火開始時期及び点火時期を補正することにより、回転変動にかかわらず適切な点火通電を行うことができる点火制御装置を得る。
【解決手段】内燃機関のクランク角センサ（３１、３２）、カムセンサ（２１、２２）、クランク角信号及びカム信号に基づき気筒の点火を制御する制御装置４０を含み、制御装置４０は、内燃機関の回転数の変動を検出した場合、その回転数に応じた点火開始時期、及び点火時期を補正する点火補正手段を有する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば車両に搭載された内燃機関の気筒毎の燃料・点火制御を行う制御装置において、特に内燃機関の回転速度の変動に伴い点火通電時間の可変を行う内燃機関の点火制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に車両用エンジンなどの内燃機関においては、運転条件に応じて複数の気筒に対する燃料噴射及び点火時期などを最適に制御する必要があり、内燃機関のクランク角信号を利用して気筒毎の基準クランク角信号を把握し、この信号の基づいて点火制御を行うことができるいわゆる燃料点火時期制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１−２２７８７３号公報
【０００４】
しかし、従来ではエンジン回転速度が変動している場合の点火通電時期可変可能方法では、所定クランク角位置で、第１基準位置信号を発生し、別のクランク角位置で第２基準位置信号を発生し、第１、第２基準位置信号からエンジン回転周期を求め、その周期が所定値を下回った場合、第１基準位置で通電を開始し、第２基準位置で通電終了するものであった。そのため回転変動、特に回転数上昇となる方向の通電時間不足は解決できるものであったが、そのため通電時間は長く設定されて、電力の無駄を発生するものであった。
【０００５】
また前記周期に依存して第１基準位置信号からのタイマにより点火通電を行っていた。そのためエンジン回転数の変動が緩慢な変化でなく急に加速した場合、第１基準位置から求めたタイマ値は、その時刻が来たときには所望する点火クランク角より遅れが生じ、最悪の場合は点火通電時間が短くなりすぎることがあった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
点火つまり火花を飛ばし燃料を爆発させるタイミングは通電を終了した時点である。このことから従来の装置では、点火通電時間は確保できるが、点火タイミングを変更できるものではなかった。また、回転変動、特に加速時においては点火タイミングが遅角となり、エンジンのトルク不足を発生させ、加速感の悪化を招くおそれがある。さらに第１、第２基準位置信号のように基準の間隔の広いものであれば急激な変動に対応遅れが生ずるものであった。
【０００７】
本発明は、このような従来の問題点を解決するためになされたもので、内燃機関の回転変動時に点火タイミングを所望の時期とした上で、点火の通電時間も適切に確保する内燃機関の点火制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る内燃機関の点火制御装置は、内燃機関のクランク軸の回転角度に応じて周期的に複数のクランク角信号を発生するクランク角センサと、前記クランク軸に同期して回転するカム軸の回転角に応じて前記内燃機関の気筒判別情報を発生するカムセンサと、前記クランク角信号及び気筒情報に基づき前記内燃機関の各気筒の点火通電を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記内燃機関の回転数の変動を検出する回転数検出手段と、この回転数の変動が所定以上の場合、前記点火通電時間を、変動回転数に応じた点火通電開始時期、及び点火時期を補正する点火補正手段を有するものである。
【０００９】
この発明に係る内燃機関の点火制御装置は、クランク角の平均周期により内燃機関の回転数変動を検出する回転数検出手段と、この回転数の変動を検出した場合、点火通電時間を補正するため、点火通電開始を前記クランク角平均周期変動に基づき演算する点火補正手段とを有するものである。
【００１０】
この発明に係る内燃機関の点火制御装置の点火補正手段は、次回の予測クランク角平均周期に基づき補正、又は今回のクランク角平均周期に所定量を加減し補正するものである。
【００１１】
この発明に係る内燃機関の点火制御装置の点火補正手段は、一旦補正した点火通電開始時期、又は点火時期をその点火制御を行う以前のクランク角信号入力時に再度修正するものである。
【００１２】
この発明に係る内燃機関の点火制御装置の点火補正手段は、補正した点火通電開始時期、及び点火時期をその直近のクランク角信号に同期させるものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図面を参照しながら説明する。図１はこの発明の実施の形態１による主要部を概略的に示す構成図である。内燃機関を構成するエンジン１０は、カム軸１１及びクランク軸１２を回転駆動するために、気筒内に移動自在に配置されたピストン１３と、気筒に対して吸気及び排気を行うバルブ１４、燃焼室内に配置された点火プラグ１５とを備えている。
【００１４】
スタータ５０がオンされるとエンジン１０の始動時にクランク軸１２に連結され、かつ車載バッテリ６０からの給電により駆動され、エンジン１０のクランキングを行う。ＥＣＵ４０は図示されていない燃料噴射弁を駆動し、燃料を噴射後、点火プラグ１５を駆動し燃料を燃焼させる各種駆動信号を出力する。またＥＣＵ４０は各種の入力信号を取り込んでおり、これら情報により燃料量、点火時期等を制御する制御装置である。
【００１５】
図２は気筒判別信号発生手段である信号板２１の外周形状を具体的に示す側面図であり、図３はクランク角信号発生手段の信号板３１の外周形状を具体的に示す側面図である。図２において、信号板２１には、外周に沿って非対称な突起２３が設けられており、センサ２２はこれら突起を検出し信号を発生する。ここでは信号板２１、センサ２２を含めてカムセンサと呼ぶ。図３においても信号板３１の外周に沿って等間隔３１ａが設けられているが、３１ｂ（１個欠け）及び３１ｃ（２個欠け）に示すように、欠け歯部分がある。センサ３２はこれら突起を検出し信号を発生する。同様にここでは、信号板３１、センサ３２を含めてクランク角センサと呼ぶ。
【００１６】
図１〜図３において、エンジン１０が回転すると、クランク軸１２付近に取り付けられたセンサ３２はクランク角信号を発生し、また、カム軸１１付近に取り付けられセンサ２２はカム信号を発生し、これらはＥＣＵ４０に入力される。
【００１７】
次に図４を用いて、前記両センサ２２、３２の信号に基づく４気筒エンジンの具体的信号パターンから気筒判別、点火制御を説明する。（２４）はカムセンサ信号、（３４）はクランク角信号、（４１）は点火信号であり各々時間系列で示している。
【００１８】
クランク角信号（３４）は図３に示したように１０度毎の信号であり、４気筒が制御される区間は（１サイクル＝７２０°ＣＡ（クランク角））である。また欠け歯（図３の３１ｂ、３１ｃ）が１８０°ＣＡ毎に設定され、３１ｂは１歯（２０°）、３１ｃは２歯（３０°）分信号が発生しない。これらがクランク角の基準位置の基礎となるものである。さらに、これらの欠け歯の後を２つの基準位置として設定することにする。１つの設定された基準位置（ＴＤＣ前７５°ＣＡ、以下Ｂ７５°ＣＡという）を検出するとＥＣＵ４０は出力（燃料噴射量、点火時期等）の算出を開始するタイミングとなるものである。もう１つの設定された基準位置はＢ０５°ＣＡであり、所定の状態における点火時期を示しており、略ＴＤＣを示している。
【００１９】
クランク角信号の欠け歯検出の方法としては、例えば下記のような周期計測方法がある。各信号毎の時間間隔を計測し（図４のｔ１とｔ２）、その周期をＴｎ−２、Ｔｎ−１、Ｔｎとする。ここでｎは現在の周期を表し、ｎ−１は１個前、ｎ−２は２個前の周期を表している。
【００２０】
Ｋ＝（Ｔｎ−１）^２／｛（Ｔｎ−２）＊Ｔｎ｝＜２．２５ （１）
２．２５≦Ｋ＜６．２５ （２）
Ｋ≧６．２５ （３）
【００２１】
数式（１）が成立する場合、欠け歯は存在せず、数式（２）が成立する場合、１個欠けであり、数式（３）が成立する場合、２個欠けであると判定される。
【００２２】
一方、カム信号（２４）は、Ｂ７５°ＣＡまでに１個又は２個の信号を発生するように配置されている。そのため、カム信号の検出個数と、クランク角欠け歯数により気筒判別を行うことができる。
【００２３】
スタータがオンされエンジンが回転を開始すると、Ｂ７５°ＣＡが２回検出できた瞬間（ｔ３）、カム信号（２４）のカム数とクランク角信号（３４）の欠け歯数の組合せにより気筒判別も可能となる。これにより、燃料噴射・点火制御が可能となる。あるクランク角（ｔ４）から点火信号を出力でき、ｔ５（Ｂ０５°ＣＡ）ではじめて点火ができる。ここで初爆が発生する。この繰り返しによりエンジンは回転し、通常のエンジン制御を開始することができる。
【００２４】
エンジンが略一定回転数で回っている場合は、Ｂ７５°ＣＡの第１基準角で演算を開始し、所定のクランク角で点火通電を開始し、例えばＢ０５°ＣＡで点火通電を停止し、噴射された燃料を爆発させる制御を続行させればよい。しかし、運転者の加速又は減速意志に従って、エンジン回転数は急激に変化することがある。特に、始動後１回でも失火が発生すると一旦回転数は落ち、その後回復するがその回復における回転数の急変は大きなものである。またギア変速ショックの場合も同様に回転数の落ち込み、その後の急回復が発生する。
【００２５】
特に加速変化の場合、Ｂ７５°ＣＡの第１基準角で演算した点火通電期間Ｔｄｍｓは、Ｂ３５°ＣＡからＢ０５°ＣＡの区間に相当するとするとこの区間点火通電を行う。しかし、加速状態にあるため、クランク角対応で実行すると思ったよりも短時間の通電となってしまい、最悪の場合点火通電が不足し火花が飛ばない、つまり失火となる可能性がある。さらにＢ０５°ＣＡも進角させることにより、より適切なトルクが発生するように点火時期を変更する。この際Ｂ７５°ＣＡで求めた点火期間は同等な回転数であると仮定し、近い将来来る点火時期を一旦決定している。この点火停止時期から必要な期間前もって通電を行うものである。つまり、予測の点火時期、さらに予測の点火開始時期を求めるものであり、この予測をより正確にするためにクランク角毎に再計算することによって補正するものである。以下に適切な点火時期を求める制御の方法について説明する。
【００２６】
まず概念的にはエンジン回転数が急変が発生した場合、図４のｔ６、ｔ７、ｔ８、ｔ９のように通電時間を確保するため、通電開始クランク角をＢ３５°ＣＡをＢ５５°ＣＡ、又はＢ６５°ＣＡから開始するものである。また進角制御を行う場合は通電停止時期をＢ０５°ＣＡから少し前に例えばＢ１０°ＣＡとするものである。
【００２７】
次に具体的にエンジン回転数の急変の検出方法について説明する。例として図５に示すようなエンジン回転数変動があったとする。（ａ）は行程毎にクランク角周期の変動を示している。なお、エンジン回転数はクランク角周期の逆数であり、クランク角周期で代用可能である。またクランク角平均周期を計測し、周期変動率を求める。この周期変化率はエンジン回転数の急変を判定するために使用されるものである。（ｂ）はこれらの数字をグラフ化したもので、（１）はクランク平均周期であり、（２）は周期変動率を表している。（３）は周期急変判定の閾値を示した線であり、この線を越えた場合、点火通電時間を補正することとなる。（ｂ）のグラフから４、５行程が補正の対象となっていることがわかる。
【００２８】
次に、その具体的求め方を説明する。クランク角平均周期Ｔａｖｎ（ｎは現時点、ｎ−１は前回を示すものとする）毎の周期変動率Ｌは下記数式で求める。
【００２９】
Ｌ＝｜（１−Ｔａｖｎ−１／Ｔａｖｎ）｜＊１００ （４）
【００３０】
このＬが所定値以上であれば、エンジン回転数の急変があったと判断し、所定値未満であると通常処理と判断する。クランク角平均周期はＢ７５°ＣＡ毎の１８０°周期の平均を利用している。これは、クランク角１０°毎では瞬時回転数となり、Ｂ７０°ＣＡとＢ０５°ＣＡではピストンの位置により回転数に変動がある。つまり膨張行程の方が回転数が高く、圧縮行程の方が回転数が低いため、それ自体に変動しているものであり、所定期間のクランク角周期の平均を利用してその変動を抑制している。
【００３１】
次に通電時間の演算方法を説明する。通電開始角θｏｎ、目標点火時期θａｄ、目標通電時間Ｔｄ、次回予測クランク角周期Ｔｆとすると、下式により通電開始角を算出できる。
【００３２】
θｏｎ＝θａｄ＋（Ｔｄ／Ｔｆ）＊１８０ （５）
θｏｎ＝θａｄ＋（Ｔｄ／Ｔａｖｎ）＊１８０＋α （６）
【００３３】
ここで、θａｄはエンジン回転数、吸気量等により別途求められた爆発時期のことである。Ｔｄは電源電圧、エンジン回転数等から得られた点火通電時間である。Ｔｆは予測値であり、最新のクランク角からその平均周期を予測する、又は前回のクランク角周期を加減するものである。ただし、これはあくまでも予測であるため、数式（６）のように前回のクランク角周期を使用し、その代わりに補正項を加算するものでもよい。この考えに従うと、αは周期急変時の加算項であり、例えば２０°ＣＡの所定値とするが、このαの値は所定エンジン回転数以下において、急変が発生した場合であっても最低限の点火通電時間を確保できるものに対応したクランク角である。そのためエンジン回転数に依存して変更することも可能である。
【００３４】
次に、図５（ａ）の値を用いて具体的に演算する。クランク角周期をＢ７５°ＣＡ毎におけるクランク平均周期を使用し、例えば３、４行程の値を数式（４）に代入すると、
【００３５】
Ｌ＝｜（１−（３６／３２．４）｜＊１００＝１１．１％
Ｌ＝｜（１−（３２．４／２７）｜＊１００＝２０．０％
【００３６】
周期急変所定値を１７．５％と仮定すると、４行程が補正の対象となることが判断できる。次に数式（５）、（６）により通電開始タイミングを算出する。
【００３７】
３行程 θｏｎ＝１０＋（５／３２．４）＊１８０＝３７．８°
４行程 θｏｎ＝１０＋（５／２１）＊１８０＝５２．９°
（６） θｏｎ＝１０＋（５／２７．０）＊１８０＋２０＝６３．４°
【００３８】
ここで通電時間は最低４ｍｓ以上確保しなければならないと仮定し、目標の通常通電時間を５ｍｓ、また目標点火時期をＢ１０°ＣＡとする。また次回予測周期は最新のクランク角周期から導いた平均周期とした。３行程ではＢ３７．８°ＣＡで開始し、４行程では数式（５）からＢ５２．９°ＣＡ、数式（６）からＢ６３．４°ＣＡで開始することを示している。一方、３行程は周期急変とは判断されないため、前記で求めた正確な角度ではなくて、この値に最も近いクランク角例えばＢ４５°ＣＡを点火通電開始、Ｂ１０°ＣＡで点火時期とすることもできる。ここで数式（５）における予測クランク角周期Ｔｆは前回３行程と今回４行程の変化度合から下式により算出したものである。
【００３９】
Ｔｆ＝２７＊（１−Ｌ／１００）
＝２７＊（１−｜１−３２．４／２７｜）＝２１
【００４０】
ここでクランク角周期急変中のため、計算はすべて上位２桁の切り捨てとしている。これらの値を再度通電時間Ｄｎに換算するには下式に従って求める。
【００４１】
Ｄｎ＝（θｏｎ−θａｄ）＊Ｔｎ＋１／１０ （７）
【００４２】
前記の３、４行程の点火通電開始角度を数式（７）に代入すると以下となる。
【００４３】
３行程 最大Ｄｎ＝（４５−１５）＊１．８／１０＝５．４ｍｓ
最小Ｄｎ＝（４５−１５）＊１．５／１０＝４．５ｍｓ
４行程 最大Ｄｎ＝（５２．９−１０）＊１．５／１０＝６．４ｍｓ
最小Ｄｎ＝（５２．９−１０）＊１．１５／１０＝４．９ｍｓ
（６） 最大Ｄｎ＝（６３．４−１０）＊１．５／１０＝８．０ｍｓ
（６） 最小Ｄｎ＝（６３．４−１０）＊１．１５／１０＝６．１ｍｓ
【００４４】
ここで最大は、エンジン回転が上昇傾向にあったとしても、現在のクランク角周期が継続したと仮定した場合の通電時間である。一方、最小は次に検出したＢ７５°ＣＡにおける瞬時クランク角周期で演算した通電時間である。以上のように急変によって各行程の点火通電時間が変動し、３行程では最大５．４ｍｓ、最低で４．５ｍｓとなり、目標より若干短くなるが、これは周期急変閾値を１７．５％としているためで、点火通電時間の最悪の場合であっても、点火性能には影響がない。そのためこの閾値は内燃機関の環境、特に電源電圧、点火プラグの性能、駆動回路のドロップ、温度等を加味してこの閾値を決定することになる。急変のあった４行程の点火通電時間も最小で４．９ｍｓであり、通電時間は確保されている。
【００４５】
一方エンジン回転数が急激に低くなった場合、図５の例では６行程になった場合の方法について説明する。この場合単純に通常の補正なしの計算に戻すのみでよい。
【００４６】
θｏｎ＝１０＋（５／１８．０）＊１８０＝６０°
最大Ｄｎ＝（６０−１０）／１０＊１．０＝５．０ｍｓ
最小Ｄｎ＝＝（６０−１０）／１０＊０．９５＝４．７５ｍｓ
【００４７】
Ｂ６０°ＣＡで点火開始し、Ｂ１０°ＣＡで目標点火とすることで解決できる。ただし、このようなエンジン急変中は再度加速することも見込んで、例えば、急変未検出が複数回続いた場合に通常に戻す、又は急変閾値（Ｌ）を下げることにより誤検出を防止する方法を取る方が望ましい。
【００４８】
次に、ＥＣＵ４０内のＣＰＵの処理に従って実処理を説明する。図６はそのフローチャートを示している。ＥＣＵ４０に電源が供給されるとＣＰＵは動作を開始し、ステップＳ００１ではＲＡＭ、出力等を初期化する。ステップＳ００２は、クランク角周期、クランク角平均周期を演算する。この方法は後述するクランク角信号の入力時刻から簡単に求まる。クランク角平均周期も同様にＢ７５°ＣＡ入力時刻間隔から求める。
【００４９】
ステップＳ００３は、クランク角周期の変動率を数式（４）により求める。ステップＳ００４は、現在Ｂ７５°ＣＡか否かをチェックする。Ｂ７５°ＣＡでなければ（ＮＯ）、以下の処理は行わない。これはＢ７５°ＣＡ毎に点火制御の各種設定を行っているためである。さらにＢ７５°ＣＡの他に現在の気筒判別もカムセンサ信号から判明する。Ｂ７５°ＣＡの場合（ＹＥＳ）、ステップＳ００３で求めたクランク角周期変動率Ｌが閾値（Ｌｔｈ）以上か否か、つまりエンジン回転の急変があったか否かをチェックする。
【００５０】
閾値未満であると（ＮＯ）、急変は発生していないためステップＳ００６で通常の通電開始角θｏｎを設定する。例えば、Ｂ４５°ＣＡに対応したタイマをセットする。このタイマはＢ７５°ＣＡの時刻をｔ７５とすると、前記３行程の例ではＢ４５°ＣＡの予測時刻、及び停止時刻（Ｂ１０°ＣＡ）は下記のようになる。
【００５１】
（７５−４５）／１０＊１．８＝５．４ｍｓ
（７５−１０）／１０＊１．８＝１１．７ｍｓ
【００５２】
従ってｔ７５＋５．４の開始時刻とｔ７５＋１１．７の停止時刻をタイマにセットすることになる。ただし、このタイマのセットは現在Ｂ７５°ＣＡの気筒に対応しておらず、次のＢ７５°ＣＡにおける気筒に対応している。つまり図４で説明すると、ｔ３でセットしたタイマ値は次の点火制御であるｔａのためのものである。これは低速エンジン回転時にはｔ３で演算しｔ４で制御できるが、高速時を考えると時間的余裕がないための処置であり、次に来る気筒に対応した点火信号出力とならざるをえない。
【００５３】
一方急変があった場合（ＹＥＳ）、ステップＳ００７で通電開始角θｏｎを数式（５）、又は（６）から求める。前記と同様にθｏｎから点火開始・停止時刻をセットする。ステップＳ００６、Ｓ００７のｉは気筒の区別をする識別子であり、４気筒であれば、ｉは１から４まで存在する。従って通電開始角はどの気筒かを識別した上で、その気筒についてθｏｎを求めるものである。なお、どの気筒かはステップＳ００４ですでに判明している。
【００５４】
ステップＳ００８は、通電開始角が演算できたのでこれに対応して点火信号を出力できることを示すフラグをセットする。このフラグにも気筒識別子ｉを有している。以上の処理後再度ステップＳ００２に戻る。この一連の処理を所定周期で順次行っている。
【００５５】
またＣＰＵは図７、図８に示す別の処理も行っている。図７はクランク角の割り込み処理であり、クランク角が１０°毎にこの処理ルーチンを実行するものである。ステップＳ０５０は、前回までに入力したクランク角データを前前回メモリに格納する処理であり、記憶すべき個数すべてを格納するものである。
【００５６】
ステップＳ０５１はクランク角信号が入力された時刻を記憶する。これにより複数のクランク角入力時刻が記憶されたことになり、その周期、及び平均周期を求めるためのデータとなる。ステップＳ０５２はその他の処理行う。例えば現在のクランク角位置の認識、カムセンサ情報による気筒識別等が処理される。以上で割り込みルーチンを終了し、図６のメインルーチンで戻る。
【００５７】
また図８では、タイマ処理を所定タイマ毎に行うものであり、前記図６、図７で点火開始・目標時刻をタイマにセットしており、この時刻になるとこのルーチンの処理を行うものである。また４気筒車両であれば各気筒毎にチェックする必要があり、同等の処理を４回することになる。ここでは簡単のため識別子ｉを付加し、１気筒のみの処理を記載している。ステップＳ０６０は、点火通電フラグがセットされているかをチェックする。このフラグがセットされていないければ（ＮＯ）、ステップＳ０６５で点火通電信号を停止する。
【００５８】
一方フラグがセットされている場合（ＹＥＳ）、ステップＳ０６１で目標点火時刻が来たか否かをチェックする。目標点火時刻でなければ（ＮＯ）、ステップＳ０６２で点火開始時刻であるか否かをチェックする。ステップＳ０６２で通電開始時刻であれば（ＹＥＳ）、ステップＳ０６３で点火信号を出力する。また、ステップＳ０６１で目標点火時刻の場合（ＹＥＳ）、ステップＳ０６４で点火通電フラグをリセットする。その後、ステップＳ０６５で点火通電信号を停止する。
【００５９】
この一連のルーチンはタイマ管理による点火信号の出力を制御しているものである。これにより、点火通電時間の管理をＣＰＵ内蔵のタイマにより、前記算出された点火通電時間の修正処理を確実に行うものである。
【００６０】
以上のように点火通電時間管理をＣＰＵの保有するタイマ機能を利用し、エンジン回転数の急変が発生しても、適切な点火通電時間を確保でき、失火のおそれを排除し、また点火回路の発熱を抑制できる効果がある。
【００６１】
実施の形態２．
次に発明の形態２について説明する。発明の形態１との相違点は、クランク角信号毎に修正する方法が異なる。実施の形態１では、クランク角平均周期の変動のみを加減し、演算した点火開始角はそのまま使用するものであった。しかしエンジン回転数急変が発生していることから、演算した時点と実際の点火信号を出力する時点とは時間的隔たりがあり、その間にも演算がずれてくる可能性がある。そこで、数式（５）又は（６）により再度演算を行うものである。この場合、ＣＰＵに処理能力が高い、又は処理時間に余裕がないとできない。処理能力が高いＣＰＵでは再計算に何ら問題がないが、さほど高いないＣＰＵの場合は処理時間に余裕のある例えば、点火開始直前のクランク角ではなく、さらに前のクランク角で、かつ種々の演算を行っていないクランク角で再計算を行うようにしておけば、処理時間を気にしなくて済む。
【００６２】
実施の形態１の４行程を例にとると、点火開始時期の場合、Ｂ６５°ＣＡで再計算することを意味する。この場合、１８０°前のＢ６５°ＣＡとのクランク角平均周期により修正する。図５よりＢ６５°ＣＡのクランク角周期をＢ７５°ＣＡと同等の１．１５ｍｓと仮定すると、
【００６３】
（７５−６３．４）／１０＊１．５＝１．７４ｍｓ
（６５−６３．４）／１０＊１．１５＝０．１８ｍｓ
【００６４】
点火開始タイマは１．７４ｍｓから０．１８ｍｓを再セットするものである。これによりさらにエンジン変動を加味した修正値を用いることになり、より適切は点火時期補正が可能となる。
【００６５】
ＣＰＵのクランク角の割り込み処理である図９に基づき、この方法についてさらに説明する。ステップＳ０５０〜Ｓ０５３までは、実施の形態１と同一であるため、ステップＳ０５３から説明する。
【００６６】
ステップＳ０５３は点火信号がセットされているか否かを調べる。４気筒車両であれば各気筒毎にチェックする必要があり、同等の処理を４回行うことになる。ここでは簡単のため識別子ｉを付加し、１気筒のみの処理を記載している。フラグがセットされていない場合（ＮＯ）、本ルーチンを終了する。セットされている場合（ＹＥＳ）、ステップＳ０５４でセットされている通電開始角より前の１０°ＣＡのクランク角であるかをチェックする。１０°ＣＡ前のクランク角である場合（ＹＥＳ）、ステップＳ０５６で再度タイマを計算し、点火信号出力までの残りの時間の修正を行い、再セットする。
【００６７】
ステップＳ０５４で通電開始角直前でない場合（ＮＯ）、ステップＳ０５５で同様に目標点火角の前１０°ＣＡクランク角か否かをチェックする。直前のクランク角でない場合（ＮＯ）、本ルーチンを終了する。一方直前のクランク角である場合（ＹＥＳ）、ステップＳ０５７で前記通電開始角と同様にタイマの再計算を行い、セットし直す。
【００６８】
前記の４行程を例に取り、この再セットの方法を説明する。通電開始角は６３．４°であるため、そのクランク角に近い１０°ＣＡクランク角はＢ６５°ＣＡとなる。従って、Ｂ６５°ＣＡである場合にこの処理を行うことになる。また、Ｂ６５°ＣＡ信号の入力時刻は前記ステップＳ０５０で記憶しており、その前のクランク角平均周期も判明している。そこで、この最新のデータからＢ６３．４°ＣＡが来る時刻が予測できる。つまり１８０°ＣＡ前に計算してセットしていた通電開始時期を直前のクランク角信号によりその間のエンジン回転数の変動を加味して修正するように作用する。前述のように具体的数値では、図６でセットしたタイマ値は１．７４ｍｓであったが、今回検出したＢ６５°ＣＡではさらにエンジン回転数が変動しており、０．１８ｍｓとなる。このように変動中であるので、再度修正をすることによりさらに適切な通電となる。これは補正項２０°ＣＡを修正したものでもある。また図６でセットしたタイマ値が、次回に検出する気筒のために演算しセットしているものであるため、このような再度の修正を行うことができるものである。
【００６９】
同様に目標点火時期も具体的数値を使用すると、
【００７０】
（７５―１０）／１０＊１．５＝９．７５ｍｓ
（１５−１０）／１０＊１．１５＝０．５７ｍｓ
【００７１】
図６でセットしたタイマ値は９．７５ｍｓであり、今回の再計算ではエンジン回転数がさらに変化し、１０°ＣＡ前のＢ１５°ＣＡ時点で見直し、その結果０．５７ｍｓをセットし修正するものである。
【００７２】
実施の形態３．
次に発明の形態３について説明する。発明の形態１との相違点は点火通電角度が演算された後、実際の点火信号の出力方法が異なるものである。発明の形態１の図５の例、及び前記演算結果を利用すると、４行程でＢ６３．４°ＣＡからＢ１０°ＣＡまで点火信号を出力するものであった。しかし、ＥＣＵ４０内のＣＰＵのタイマ処理が煩雑である場合、簡略化するためにこれに近いクランク角を使用するものである。つまり、すべての処理はクランク角信号に同期させて処理するものである。
【００７３】
４行程 Ｄｎ＝（６５−５）＊１．１５／１０＝６．９ｍｓ
【００７４】
４行程は、Ｂ６５°ＣＡ〜Ｂ０５°ＣＡを使用し、点火通電時間を確保するものである。クランク角が１０°ＣＡ周期であるため、計算上ほぼ中央の５°ＣＡとなった場合、目標点火時期がより理想状態に近いか否かを判断して選択する、又は処理の簡単化のため点火通電開始は切り上げ値を用いる方法で、より長くなる方を使用することができる。またエンジン回転数の上昇傾向の場合は切り上げし、下降傾向の場合は切り下げを使用するものであってもよい。本例の４行程ではＢ６５°ＣＡで点火通電を開始し、Ｂ０５°ＣＡで停止するように制御するように求めた。
【００７５】
次にクランク角同期方式の点火通電時間の補正方法をＥＣＵ４０内のＣＰＵの動作で説明する。なお、実施の形態１における図６を利用して説明する。ステップＳ００１からＳ００５までは同等の処理を行うため、説明を省略する。
【００７６】
ステップＳ００６では、エンジン回転数の急変はなかった場合であり、通常の点火開始角例えばＢ４５°ＣＡ、目標点火角Ｂ１５°ＣＡをセットする。ステップＳ００７では、急変があった場合であり、前記数式により求めた点火開始角Ｂ６５°ＣＡ、目標点火角Ｂ０５°ＣＡをセットする。なおここでは実施の形態１のようにタイマのセットは行う必要はない。
【００７７】
ステップＳ００８では、当該気筒の点火開始・目標角がセットできたと意味を示すフラグをセットする。前述のとおりこれも各気筒毎に行うため気筒識別子ｉを付加している。
【００７８】
次にクランク角の割込み処理を図１０を用いて説明する。この処理のステップＳ０５０からＳ０５２は図７と同等である。ステップＳ０５３は、点火通電角がセットされている否かをチェックする。これ以降は各気筒毎に処理を行うが、簡単化のため気筒識別子ｉで代用し１気筒について説明する。
【００７９】
フラグがセットされていなければ（ＮＯ）、ステップＳ０７４で点火信号を停止（オフ）する。一方、フラグがセットされていれば（ＹＥＳ）、点火信号を出力する可能性があるため、ステップＳ０７０へ進む。ステップＳ０７０では、現在のクランク角が点火開始角になっているか否かをチェックする。まだ点火開始角になっていない場合（ＮＯ）、ステップＳ０７４で点火信号はまだ出力しない。
【００８０】
点火開始角となっている場合（ＹＥＳ）、ステップＳ０７１で目標点火角となっているかをチェックする。目標点火角が来ていない場合（ＮＯ）、ステップＳ０７２で点火信号を出力（オン）する。ステップＳ０７１で目標点火角である場合（ＹＥＳ）、ステップＳ０７３で点火通電を停止させるため、フラグをリセットした後、点火信号を停止する。
【００８１】
以上の処理を各気筒分行った後、メインプログラムに戻る。これによりクランク角信号の入力毎に点火信号の制御が可能となる。クランク角信号に同期させることにより、点火信号の制御が簡単になり、エンジン回転数の急変によっても点火通電時間が短くならず、失火の可能性もなくなる効果がある。また、エンジン急変が発生しても対応できるように最初から長時間点火通電を行うことは、電力の無駄であるばかりでなく、点火回路の発熱対策も必要になるという弊害も発生するため、簡単にかつ適切な点火通電時間の確保ができるものである。
【００８２】
また実施の形態１と同様に、通電開始角が来るまでの１０°毎のクランク角で設定された通電開始角が、エンジン回転数の変動により修正する必要があるかないかのチェックし、変更の必要がある場合は再セットを行うことも可能である。
【００８３】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
【００８４】
この発明の点火制御装置によれば、内燃機関の回転数の変動を検出する回転数検出手段と、この回転数の変動が所定以上の場合、点火通電時間を、変動回転数に応じた点火通電開始時期、及び点火時期を補正する点火補正手段を有するため、内燃機関の回転数が急激は変動が発生しても、適切な点火開始、及び点火時期制御が可能であるという効果を奏する。
【００８５】
また、この発明の点火制御装置によれば、点火補正手段は、一旦補正した点火通電開始時期、又は点火時期をその点火制御を行う以前のクランク角信号入力時に再度修正を行うため、急激な内燃機関の回転数の変動が発生した場合であっても、適切な点火開始、及び点火時期制御が可能であるという効果がある。
【００８６】
また、この発明の点火制御装置によれば、点火補正手段は、補正した点火通電開始時期、及び点火時期をその直近のクランク角信号に同期させて補正することできため、簡単により適切な点火開始、及び点火時期制御ができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１、２、３によるシステム構成図である。
【図２】実施の形態１、２、３によるカムセンサである。
【図３】実施の形態１、２、３によるクランク角センサである。
【図４】実施の形態１、２、３によるタイミングチャートである。
【図５】実施の形態１、２、３によるエンジン回転数変化図である。
【図６】実施の形態１、２による基本フローチャートである。
【図７】実施の形態１によるフローチャートである。
【図８】実施の形態１によるフローチャートである。
【図９】実施の形態２によるフローチャートである。
【図１０】実施の形態３によるフローチャートである。
【符号の説明】
１０ エンジン（内燃機関）、１１ カム軸、１２ クランク軸、２２ センサ（カム）、３２ センサ（クランク角）、４０ コントロールユニット。

Claims (5)

1. 内燃機関のクランク軸の回転角度に応じて周期的に複数のクランク角信号を発生するクランク角センサと、前記クランク軸に同期して回転するカム軸の回転角に応じて前記内燃機関の気筒判別情報を発生するカムセンサと、前記クランク角信号及び気筒情報に基づき前記内燃機関の各気筒の点火通電を制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記内燃機関の回転数の変動を検出する回転数検出手段と、この回転数の変動が所定以上の場合、前記点火通電時間を、変動回転数に応じた点火通電開始時期、及び点火時期を補正する点火補正手段を有することを特徴とする内燃機関の点火制御装置。
2. 制御装置は、クランク角の平均周期により内燃機関の回転数変動を検出する回転数検出手段と、この回転数の変動を検出した場合、点火通電時間を補正するため、点火通電開始を前記クランク角平均周期変動に基づき演算する点火補正手段とを有することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の点火制御装置。
3. 点火補正手段は、次回の予測クランク角平均周期に基づき補正、又は今回のクランク角平均周期に所定量を加減し補正することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の内燃機関の点火制御装置。
4. 点火補正手段は、一旦補正した点火通電開始時期、又は点火時期をその点火制御を行う以前のクランク角信号入力時に再度修正することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の点火制御装置。
5. 点火補正手段は、補正した点火通電開始時期、及び点火時期をその直近のクランク角信号に同期させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の点火制御装置。

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