JP2707547B2 - 内燃機関の点火制御装置 - Google Patents

内燃機関の点火制御装置

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JP2707547B2 JP62121849A JP12184987A JP2707547B2 JP 2707547 B2 JP2707547 B2 JP 2707547B2 JP 62121849 A JP62121849 A JP 62121849A JP 12184987 A JP12184987 A JP 12184987A JP 2707547 B2 JP2707547 B2 JP 2707547B2
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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制御装置に関する。 [従来の技術] 点火制御においては、点火開始の時期をエンジンの運
転状態に応じて最適に決定する必要があることはもちろ
ん、点火コイルの発生電圧を適正に保って燃料着火を確
実になすことが重要である。点火コイルの発生電圧は、
通常、点火開始までの上記点火コイルへの通電時間に比
例しており、車両加速時においては上記通電時間を長く
して充分に高い発生電圧を得る必要がある。 ところで、低速状態より急加速を行った場合にはエン
ジン回転数が急上昇し、エンジン回転周期が急速に短く
なるために、点火コイルへの通電時間が不足気味となっ
て点火性能が低下することがあった。 そこで、例えば特開昭56−135754号公報には、エンジ
ンの加速状態をスロットルバルブの開度に応じて出力さ
れるパルス信号で検出して、パルス信号入力毎に点火コ
イルへの通電時間を増加せしめる点火制御方法が開示さ
れている。 [発明が解決しようとする問題点] しかしながら、スロットルバルブの開度とエンジン回
転数とは必ずしも一致しないため、延長された通電時間
が点火コイルの通電許容限界を越えて、上記点火コイル
が過度に発熱するという問題点を生じることがある。 ここで、通電許容限界とは点火装置の雰囲気温度と、
点火装置に使用される材料や加工部分が劣化し始める温
度との差で決まる許容消費電力のパラメータで、雰囲気
温度がエンジン回転数で変化しなければ一定である。 一方、消費電力は点火装置を流れる電流と電圧の積で
あり、仮に電圧と通電時間が一定の場合を考えると、平
均消費電力は(消費電力×通電時間)/点火周期時間と
なって、エンジン回転数が小さい程小さな値となる。し
たがって、許容消費電力は、第4図の線Lで示すよう
に、エンジン回転数が小さい程大きくなる。 また、上記したように車両加速時に点火コイルへの通
電時間を長くすれば点火性能を適正に維持することがで
きるが、車両の加速が終了した後においても、エンジン
負荷が大きい場合があり、このときに通電時間を加速前
の状態に戻してしまうと点火性能が低下してしまうこと
が分かった。 本発明は、上記した検討を基になされたもので、点火
コイルの通電許容限界内でエンジン負荷の大小に応じて
適切に点火コイルへの通電時間を切替え、エンジン負荷
に応じた適正なる点火性能を得ることを目的とする。 [問題点を解決するための手段] 本発明の点火制御装置は、第1図に示す如く、エンジ
ン負荷の大きさを検出するエンジン負荷検出手段と、エ
ンジンの回転周期を検出する手段と、点火コイルの過度
な発熱を生じない通電許容限界線の範囲内で最大に設定
されるとともに上記回転周期に応じて変化するように設
定した第1の目標通電時間をあらかじめ記憶するととも
に、上記通電許容限界線の範囲内で、エンジン通常運転
時に着火不良を生じない程度に設定されるとともに上記
回転周期に応じて変化するように設定した第2の目標通
電時間をあらかじめ記憶する記憶手段と、エンジン負荷
の大小を判定して、負荷大の場合は上記回転周期より上
記第1の目標通電時間を減じた時間を点火コイルの非通
電時間として設定するとともに、負荷小の場合は上記回
転周期より上記第2の目標通電時間を減じた時間を点火
コイルの非通電時間として設定する非通電時間設定手段
と、点火コイルの点火開始より、上記設定された非通電
時間だけ点火コイルへの通電を停止する通電制御手段と
を具備している。 [効果] 上記構成の点火制御装置によれば、エンジン負荷が大
きい場合には通電許容限界線の範囲内で長い目標通電時
間を設定するから、点火コイルの過度の発熱を生じるこ
となく確実な燃料着火が可能である。また、エンジン負
荷が小さい場合には通電許容限界線の範囲内で、着火を
するに必要な最低限の短い目標通電時間を設定するか
ら、点火コイルの不要な発熱やバッテリの消費を防止で
きる。 [実施例] 第2図には点火制御装置のハード構成を示す。図にお
いて、制御部1はADコンバータ11、入力バッファ12、マ
イクロコンピュータ13、および出力バッファ14よりな
り、出力バッファ14は点火コイル2への通電を入切する
パワートランジスタ3に接続されている。 上記ADコンバータ11にはエンジン吸気量、バッテリ電
圧VB、および冷却水温度の各センサ41、42、43が接続さ
れ、これら測定量はデジタルデータに変換後、上記コン
ピュータ13に入力される。入力バッファ12には回転角度
センサ44が接続され、該センサ44はクランク軸の所定回
転角度(例えばピストン上死点位置)でパルス信号44a
を発する。上記入力バッファ12にはスロットル弁の全閉
によりエンジンのアイドルを検出するアイドルスイッチ
45およびトランスミッションのニュートラル位置を示す
ニュートラルスイッチ46が接続されている。 第3図には上記コンピュータ13の処理プログラムフロ
ーチャートを示す。ステップ101では、回転角度センサ4
4からのパルス信号44aが入力する毎に信号周期TINTを算
出する。ステップ102ではバッテリ電圧VBを読込み、続
いてエンジン吸気量データQを上記信号周期TINTの逆数
であるエンジン回転数Nで除してQ/Nを得る(ステップ1
03)。このQ/Nはエンジンの負荷状態を良く現してい
る。 しかして、ステップ104では、上記Q/Nが一定値αより
大きい場合はエンジン負荷大としてステップ105へ進
み、他はエンジン負荷小としてステップ106へ進む。ス
テップ105、106では、それぞれ以下の式に従って、第1
および第2の目標通電時間TON1、TON2を算出する。 ここで、A、B、C、Dは定数であり、C<A、B<
Dである。TVBはバッテリ電圧により決定される電圧補
正項で、点火コイルの一次電流立上がり特性に依存する
ものである。 上式(1)、(2)をTINTの逆数であるエンジン回転
数Nについてグラフ化したものを第4図に示す。式
(1)は図中線xで示され、これは点火コイル2の通電
許容限界線Lの近くでその下方に位置している。式
(2)は図中線yで示され、エンジン低回転域において
上記線xより離れた下方に位置している。 前述の如く、平均消費電力は(消費電力×通電時間)
/点火周期時間(=信号周期TINT)であるから、点火性
能を確保する通電時間をTVBとすると、(消費電力×TV
B)/TINTの関係である。したがって、消費電力が一定で
あるから許容限界線LはTINT/TVBに近似できる。実際に
は回転上昇が急となるのは低回転の領域のみであり、で
きる限りTVBを一定にしたいことから、高負荷時のみC
≒TVB−TINT/TVBに近似した数値とする。このCを用い
て上式(1)とする。 一方、軽負荷定常回転では通電時間はほぼ演算した通
りの値となるので、回転変動分を考慮する程度で良い。
したがって、Aの値はアイドル回転より少し高い回転の
TINT相当とすれば殆ど無視できる値となり、TVB+Bに
近似される。このAを使用して上式(2)とする。 すなわち、目標通電時間TON1は点火コイル2の過大な
発熱を生じない範囲で最大に設定され、目標通電時間TO
N2はエンジン通常運転時に着火不良を生じない程度に設
定される。 ステップ107ではエンジン冷却水温を読込み、続くス
テップ108でアイドルスイッチの信号よりアイドル時か
否かを判定して、これに応じて、あらかじめ設定したテ
ーブルβ、γより点火開始角度を選択する(ステップ10
9、110)。 ステップ111では選択した上記点火開始角度を点火開
始時間Tsに変換する。ステップ112では、回転周期TINT
より上記目標通電時間TON1ないし目標通電時間TON2を減
じて残る時間を非通電時間TOFFとし、上記回転角度セン
サ44のパルス信号44aを基準として上記パワートランジ
スタ3に通電信号14aを発する。 これを第5図で説明する。パルス信号44aの立下がり
より上記点火開始時間Ts経過後に、上記通電信号14aを
「OFF」とする。これにより、点火コイル2の二次側に
高電圧が現れて燃料着火がなされる。通電信号14aは既
に算出した上記非通電時間TOFFの間「OFF」状態におか
れ、その後、「ON」状態となる。 エンジン回転がほぼ一定の状態では、相続く回転周期
TINTは殆ど変化せず、上記通電信号14aによりエンジン
負荷の大小に応じて点火コイルの通電時間が変更され
る。この通電時間は、上述の如く、エンジン負荷大の場
合は点火コイルの通電許容限界近くに設定されて、点火
コイルの過熱を生じることなく確実な着火を可能とし、
また、エンジン負荷小の場合は着火に充分な最少の時間
に設定されて、点火コイルの不要な発熱やバッテリの消
費を防止する。 エンジン高負荷状態で、エンジン回転が急速に上昇す
る場合には、上記回転周期TINTは次第に短くなり、上記
通電信号14aはパルス信号44aの立下がり後所定時間Tsで
「OFF」状態にされることから、通電信号14aの「ON」状
態はその分短かくなる。 ここにおいて、高負荷状態の目標通電時間TON1は充分
長く設定してあるから、「ON」状態が相対的に短くなっ
た上記通電信号14aによっても点火コイルには充分長い
通電がなされ、確実に着火が可能である。 上記実施例において、目標通電時間の一方を他方に係
数を乗じて算出するようにもできる。 また、エンジン負荷状態は、吸気管圧力、エンジン回
転速度とスロットル開度の組合わせ、あるいは軸トルク
によっても検出することができる。 又、回転速度変化が最も大きくなる変速機のニュート
ラル状態をニュートラルスイッチ46のレベルで判定し、
ニュートラルの時で高負荷状態を検出したときに第1の
目標通電時間を選択し、その他のときには第2の目標通
電時間を選択する構成としても良い。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の構成を示す図、第2図は点火制御装置
のブロック構成図、第3図はプログラムフローチャー
ト、第4図は目標通電時間の変化グラフ、第5図は信号
タイムチャートである。 1……制御部 13……マイクロコンピュータ 2……点火コイル 3……パワートランジスタ 41……エンジン吸気量センサ 44……回転角度センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02P 3/045 303 F02P 3/045 303G 314 314C

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.エンジン負荷の大きさを検出するエンジン負荷検出
    手段と、 エンジンの回転周期を検出する手段と、 点火コイルの過度な発熱を生じない通電許容限界線の範
    囲内で最大に設定されるとともに上記回転周期に応じて
    変化するように設定された第1の目標通電時間をあらか
    じめ記憶するとともに、上記通電許容限界線の範囲内
    で、エンジン通常運転時に着火不良を生じない程度に設
    定されるとともに上記回転周期に応じて変化するように
    設定された第2の目標通電時間をあらかじめ記憶する記
    憶手段と、 前記エンジン負荷検出手段にて検出されたエンジン負荷
    の大小を判定して、負荷大の場合は上記回転周期より上
    記第1の目標通電時間を減じた時間を点火コイルの非通
    電時間として設定するとともに、負荷小の場合は上記回
    転周期より上記第2の目標通電時間を減じた時間を点火
    コイルの非通電時間として設定する非通電時間設定手段
    と、 点火コイルの点火開始より、上記設定された非通電時間
    だけ点火コイルへの通電を停止する通電制御手段とを具
    備する内燃機関の点火制御装置。 2.前記エンジン負荷検出手段は、エンジン単位回転当
    たりの吸気量により前記エンジン負荷を検出することを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の内燃機関の点火
    制御装置。 3.前記エンジン負荷検出手段は、エンジンの吸気管圧
    力の大きさにより前記エンジン負荷を検出することを特
    徴とする特許請求の範囲第1項記載の内燃機関の点火制
    御装置。 4.変速機がニュートラル状態であるときに、前記負荷
    大の場合の第1の目標通電時間による点火コイル非通電
    時間設定の実行が許可される特許請求の範囲第1項記載
    の内燃機関の点火制御装置。
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