JP3324771B2 - 多気筒エンジンの点火時期制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、調整精度と安定性とを
向上したエンジンの点火時期制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】点火時期を電子的に制御するシステムに
おいては、点火時期を調整する場合、例えば、実開昭６
３−１８６９７０号公報に開示されているように、点火
時期の調整を指令する調整指令手段からの指令により、
点火時期を通常の点火時期制御から調整モードへ移行さ
せ、この調整モードで点火時期を調整するようにしてい
る。

【０００３】一般に、この点火時期調整モードにおいて
点火時期を調整するには、点火時期を所定の値に固定
し、タイミングライトを用いて、例えばクランクプーリ
に刻まれた刻印を所定位置に合わせ、実際の点火時期が
固定値と一致するように調整する方法が採用されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、点火時
期をエンジンの回転変動に応じて進角あるいは遅角補正
してアイドル安定性を向上させているシステムにおいて
は、点火時期調整のため、全気筒の点火時期を固定値と
すると、アイドル安定化のための補正を行なえず、アイ
ドル安定性が損なわれるという問題がある。

【０００５】また、通常、アイドル時の点火時期は燃費
やアイドル安定性を考慮して決定され、調整時の固定点
火時期は調整精度を優先して決定されるため、両者が必
ずしも一致しないシステムが多く、点火時期を調整する
場合には、調整時の固定点火時期とアイドル時の点火時
期との差分に応じて、エンジン回転数の変化が生じてし
まう。

【０００６】従って、このようなシステムでは、点火時
期調整後にエンジン回転数を調整するときに、エンジン
回転数の変化分を見越した回転数に調整する必要があ
り、調整精度が低下する。このため、点火時期調整と回
転数調整とを別々に指令する手段を設けて点火時期調整
モードと回転数調整モードとを分離させ、回転数調整モ
ードでは、全気筒通常のアイドル時点火時期とすること
により、調整精度を確保しようとすると、コストアッ
プ、調整作業の煩雑化を招く。

【０００７】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、点火時期調整時に、安定性と調整精度を確保し、且
つ調整作業を容易とすることのできるエンジンの点火時
期制御方法を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、エンジンの回転変動に応じて点火時期を
遅角あるいは遅角補正してアイドル安定性を向上する多
気筒エンジンの点火時期制御方法において、点火時期の
調整を指令する手段からの信号に基づいて点火時期の調
整が指令されているか否かを判別し、点火時期調整が指
令されており、且つスロットル全閉のアイドル時に、点
火時期調整モードを選択し、特定気筒の点火時期を設定
値に固定すると共に、特定気筒を除く他の気筒の点火時
期をエンジン運転状態に基づいて設定することを特徴と
する。

【０００９】

【作用】本発明は、点火時期の調整を指令する手段から
の信号に基づいて点火時期の調整が指令されているか否
かを判別し、点火時期調整が指令されており、且つスロ
ットル全閉のアイドル時に、点火時期調整モードを選択
する。そして、点火時期調整モード時は、特定気筒の点
火時期を設定値に固定すると共に、特定気筒を除く他の
気筒の点火時期をエンジン運転状態に基づいて設定す
る。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図面は本発明の一実施例を示し、図１は点火時期
計算ルーチンのフローチャート、図２はクランクパルス
割込みルーチンのフローチャート、図３はエンジン制御
系の概略構成図、図４はクランク角センサとロータの正
面図、図５は気筒判別センサとロータの正面図、図６は
クランクパルスと気筒判別パルスのタイムチャート、図
７は点火時期調整モード移行のタイムチャートである。

【００１１】図３において、符号１はエンジン（図にお
いては、直列４気筒型エンジン）であり、このエンジン
１のシリンダヘッド２に形成された吸気ポート２ａにイ
ンテークマニホルド３が連通され、このインテークマニ
ホルド３にインジェクタ４が取付けられている。

【００１２】さらに、上記インテークマニホルド３にエ
アチャンバ５が連通されており、このエアチャンバ５上
流側に、スロットルバルブ６を経てエアクリーナ７が取
付けられている。

【００１３】上記エアチャンバ５には、吸気温センサ８
が臨まされるとともに、吸入管圧力センサ９が取り付け
られており、上記スロットルバルブ６にスロットル開度
センサ１０が連設されている。

【００１４】また、上記エンジン１のシリンダヘッド２
に形成された冷却水通路１１に冷却水温センサ１２が臨
まされ、さらに、上記シリンダヘッド２の排気ポート２
ｂに連通するエグゾーストマニホルド１３の集合部に、
Ｏ2 センサ１４が臨まされている。尚、符号１５は触媒
コンバータ、符号１６はマフラである。

【００１５】また、上記エンジン１の燃焼室に点火プラ
グ１７が臨まされており、この点火プラグ１７がデスト
リビュータ１８を介して点火コイル１９の二次側に接続
され、この点火コイル１９の一次側は、例えば一体的に
併設されたイグナイタ２０に接続されている。

【００１６】上記デストリビュータ１８には、クランク
角検出用の電磁ピックアップなどからなるクランク角セ
ンサ２１と気筒判別用の電磁ピックアップなどからなる
気筒判別センサ２２とが内蔵されている。

【００１７】また、図４及び図５に示すように、上記エ
ンジン１のカムシャフトに連設されて回動する上記デス
トリビュータ１８のデストリビュータ軸１８ａには、ロ
ータ２３，２４が軸着されており、これらの各ロータ２
３，２４の外周に、上記クランク角センサ２１、気筒判
別センサ２２が対向して設置されている。

【００１８】上記クランク角センサ２１に対向するロー
タ２３は、図４に示すように、その外周に突起２３ａ，
２３ｂ，２３ｃ，２３ｄが形成され、これらの各突起２
３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄが、各気筒の圧縮上死点
前（ＢＴＤＣ）θ1の位置（例えば、ＢＴＤＣ１０°の
位置）に形成されている。また、上記気筒判別センサ２
２に対向するロータ２４の外周には、図５に示すよう
に、特定気筒（例えば、＃２気筒）の圧縮上死点後（Ａ
ＴＤＣ）θ2の位置（例えば、ＡＴＤＣ２０°の位置）
に突起２４ａが形成されている。

【００１９】すなわち、図６のタイムチャートに示すよ
うに、上記気筒判別センサ２２からの信号（気筒判別パ
ルス）が入力された後、初めて入力されるクランク角セ
ンサ２１からの信号（クランクパルス）が＃１気筒の圧
縮ＢＴＤＣ１０°を示すものであると判別でき、以後、
クランクパルスが入力される毎に、点火順序（＃１→＃
３→＃４→＃２）に従って、それぞれ、＃３気筒、＃４
気筒、＃２気筒の圧縮ＢＴＤＣ１０°のクランクパルス
と判別することができる。

【００２０】尚、上記クランク角センサ２１、気筒判別
センサ２２は、電磁ピックアップなどの磁気センサに限
らず、光センサなどでも良い。

【００２１】一方、符号３１はマイクロコンピュータな
どからなる制御装置（ＥＣＵ）であり、ＣＰＵ３２、Ｒ
ＯＭ３３、ＲＡＭ３４、及び、Ｉ／Ｏ インターフェー
ス３５がバスライン３６を介して互いに接続され、定電
圧回路３７から所定の安定化電圧が各部に供給される。

【００２２】また、符号３８はバッテリであり、このバ
ッテリ３８に、ＥＣＵリレー３９のリレー接点を介して
上記ＥＣＵ３１の定電圧回路３７と上記点火コイル１９
の一次側端子とが接続されるとともに、上記ＥＣＵリレ
ー３９のリレーコイルがイグニッションスイッチ４０を
介して接続されている。

【００２３】また、上記Ｉ／Ｏ インターフェース３５
は、入力ポートに、吸気温センサ８、吸入管圧力センサ
９、スロットル開度センサ１０、冷却水温センサ１２、
Ｏ2センサ１４、クランク角センサ２１、及び、気筒判
別センサ２２が接続されるとともに、バッテリ３８が接
続されてバッテリ電圧がモニタされ、一方、出力ポート
には、イグナイタ２０が接続され、さらに、駆動回路４
１を介してインジェクタ４が接続されている。

【００２４】また、上記ＥＣＵ３１からは、点火時期の
調整を指令する手段としての雄雌一対の調整用コネクタ
４２が外部に延出されており、雄雌の一方が接地される
とともに他方が上記Ｉ／Ｏ インターフェース３５に接
続されている。上記調整用コネクタ４２は、通常時には
解放状態となっており、ディーラなどでの点火時期調整
時に、雄雌を互いに接続して短絡すると、この調整用コ
ネクタ４２の接続状態が上記ＣＰＵ３２にて読み取ら
れ、所定の条件下で通常の点火時期制御モードから点火
時期調整モードへと移行する。

【００２５】尚、上記調整用コネクタ４２の接続状態
は、雄雌を短絡して接地した状態すなわちローレベルの
状態をＯＮとして、負論理で上記ＣＰＵ３２に読込まれ
る。

【００２６】上記ＲＯＭ３３には制御プログラム、及
び、各種マップ類などの固定データが記憶されており、
また、上記ＲＡＭ３４には、上記各センサ類、スイッチ
類の出力信号を処理した後のデータ及び上記ＣＰＵ３２
で演算処理したデータが格納されている。

【００２７】上記ＣＰＵ３２では、上記ＲＯＭ３３に記
憶されている制御プログラムに従い、上記ＲＡＭ３４に
格納した各種データに基づいて、燃料噴射量、点火時期
などの各種制御量を設定し、対応する信号をインジェク
タ４、イグナイタ２０などに出力し、空燃比制御、点火
時期制御などを行なう。

【００２８】次に、上記ＥＣＵ３１の制御動作について
説明する。ＥＣＵ３１では、クランク角センサ２１から
クランクパルスが入力される毎に、図２に示す割込みル
ーチンが実行され、各ステップで呼び出されるサブルー
チンにより、エンジン回転数、燃料噴射量、点火時期が
計算され、この計算結果に従って燃料噴射パルス信号、
点火信号が、それぞれ、インジェクタ４、イグナイタ２
０に出力される。

【００２９】このクランクパルス割込みルーチンでは、
ステップS101で、クランク角センサ２１からのクランク
パルス入力間隔時間からエンジン回転数を算出すると、
ステップS102で、吸入管圧力センサ９の信号に、圧力脈
動を消すためのフィルタ処理などを施し、吸入管圧力を
計算する。

【００３０】次いで、ステップS103へ進み、上記ステッ
プS101，S102で計算したエンジン回転数と吸入管圧力と
をパラメータとして、ＲＯＭ３３にストアされている基
本燃料噴射量マップから直接あるいは補間計算により基
本燃料噴射量を設定し、この基本燃料噴射量を、吸気温
センサ８からの吸気温、スロットル開度センサ１０から
のスロットル開度、冷却水温センサ１２からの冷却水温
などによる各種増量分補正係数、Ｏ2センサ１４からの
信号に基づく空燃比フィードバック補正係数、及び、バ
ッテリ電圧に基づく電圧補正係数などにより補正し、最
終的な燃料噴射量を計算する。

【００３１】その後、ステップS104へ進み、上記ステッ
プS103で計算した燃料噴射量に応じた噴射時刻及び噴射
時間を、第１，第２の噴射タイマにセットする。その結
果、所定のクランクパルスを基準として第１の噴射タイ
マの計時が開始され、噴射時刻に達すると、インジェク
タ４が駆動されて燃料の噴射が開始され、第２の噴射タ
イマにセットした時間幅で燃料噴射が実行される。

【００３２】次に、上記ステップS104からステップS105
へ進み、エンジン回転数と吸入管圧力とに基づいて点火
時期を計算すると、ステップS106で、この点火時期に応
じた点火時刻、及び、バッテリ電圧から設定したドエル
時間に基づく点火コイル１９の通電開始時刻を、第１，
第２の点火タイマにセットし、ルーチンを抜ける。

【００３３】上記点火タイマによる点火は、所定のクラ
ンクパルスを基準として第１，第２の点火タイマの計時
が開始され、第２の点火タイマの計時が終了すると、イ
グナイタ２０を介して点火コイル１９の通電が開始され
る。そして、第１の点火タイマの計時が終了したとき、
点火コイル１９の通電がカットされて該当気筒の点火プ
ラグ１７がスパークし、先に噴射した燃料の混合気が着
火される。

【００３４】次に、上記クランクパルス割り込みルーチ
ンにおけるステップS105の点火時期計算ルーチンを、図
１のフローチャートに従って説明する。

【００３５】まず、ステップS201で、エンジン運転状態
パラメータとしてのスロットル開度センサ１０の出力信
号に基づくスロットル開度を読込んでスロットル全閉か
否かを判別し、スロットル全閉でなければステップS207
へ分岐し、スロットル全閉でアイドル運転状態のときに
は、ステップS202へ進む。

【００３６】そして、上記ステップS201でスロットル全
閉でないと判別したときには、ステップS207で、エンジ
ン回転数と吸入管圧力とをパラメータとして、ＲＯＭ３
３にストアされている基本点火時期マップから、直接あ
るいは補間計算により基本点火時期を計算し、次いで、
ステップS208で、この基本点火時期に、冷却水温に応じ
て予め設定された水温補正進角を加算して最終的な点火
時期を計算し、ルーチンを抜ける。

【００３７】一方、上記ステップS201で、スロットル全
閉と判別し、ステップS202へ進むと、調整用コネクタ４
２の接続状態を読込み、この調整用コネクタ４２が短絡
されてＯＮであるか否かを判別する。そして、調整用コ
ネクタ４２が短絡されていないときには、上記ステップ
S02からステップS205へ分岐し、調整用コネクタ４２が
短絡されているときには、上記ステップS202からステッ
プS203へ進む。

【００３８】上記ステップS203では、現在計算しようと
している点火時期が、調整のためにタイミングライト
（図示せず）を取り付ける特定気筒、例えば＃１気筒の
点火時期であるか否かを判別し、＃１気筒の点火時期で
ないと判別したときには、上記ステップS203からステッ
プS205へ分岐する。

【００３９】上記ステップS202あるいは上記ステップS2
03からステップS205へ分岐すると、基本点火時期を、燃
費やアイドル安定性を考慮して予め設定されたアイドル
点火時期（例えば、ＢＴＤＣ１５°の点火時期）とし、
ステップS206で、この基本点火時期（アイドル点火時
期）に、エンジン回転数の変化率に応じて設定されるア
イドル安定化進遅角補正を加算して最終的な点火時期を
計算し、ルーチンを抜ける。

【００４０】一方、上記ステップS203で、現在計算しよ
うとしている点火時期が＃１気筒の点火時期であるとき
には、上記ステップS203からステップS204へ進み、最終
的な点火時期を、例えば調整精度向上のためにクランク
パルスに同期させた設定値としてのイニシャル点火時期
（例えば、ＢＴＤＣ１０°の点火時期）に固定してルー
チンを抜ける。

【００４１】すなわち、図７に示すように、時刻Ｔ0ま
での通常運転時には、エンジン回転数と吸入管圧力とを
パラメータとする基本点火時期マップを補間計算付きで
参照して求めた基本点火時期に、冷却水温に基づいて決
定される水温補正を加えて最終的な点火時期を決定し、
各気筒の点火時期とする。

【００４２】そして、時刻Ｔ0で、スロットル全閉とな
ってアイドル運転状態になると、基本点火時期はアイド
ル点火時期にセットされ、このアイドル点火時期に、エ
ンジン回転数の変動に応じて設定されるアイドル安定化
進遅角補正が加えられてアイドル時の点火時期制御が行
なわれる。

【００４３】このアイドル安定化進遅角補正は、エンジ
ン回転数が降下しているときには点火時期を進角させ、
エンジン回転数が上昇しているときには点火時期を遅角
させる補正であり、この補正によりアイドル回転数の安
定化が図られる。

【００４４】さらに、点火時期調整のため、スロットル
全閉のまま時刻Ｔ1で調整用コネクタ４２が短絡される
と、点火時期調整モードに移行し、タイミングライトを
取り付ける気筒である＃１気筒のみが調整用のイニシャ
ル点火時期（例えば、ＢＴＤＣ１０°の点火時期）に固
定され、＃２，＃３，＃４気筒の点火時期はアイドル時
の点火時期制御が続行される。

【００４５】この状態で、タイミングライトを用いて、
例えばクランクプーリの刻印が所定の位置にあるか否か
を確認し、所定の位置にないときには、実際の＃１気筒
の点火時期がイニシャル点火時期であるＢＴＤＣ１０°
からずれているため、クランク角センサ２１の取り付け
位置を調整し、＃１気筒の実際の点火時期が、ＢＴＤＣ
１０°のイニシャル点火時期となるようにする。

【００４６】これにより、アイドル安定性を損なうこと
なく点火時期の調整が精度良く行なえ、しかも、点火時
期調整中、特定の気筒の点火時期のみを固定するので、
通常アイドル時と点火時期調整時の発生トルクの差が小
さくなってエンジン回転数の変化を最小に抑えることが
できる。このため、点火時期調整モードでエンジン回転
数を精度良く調整することができ、調整作業も簡便とな
る。

【００４７】尚、以上の実施例では、ディストリビュー
タ１８を備えた４気筒エンジンを例にとって説明した
が、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
く、例えば、ディストリビュータを用いない電子配電式
の点火系を備え、１つの点火コイルで２つの気筒の点火
を行なうエンジンでは、点火時期調整モード時、コイル
を共用する２つの気筒について点火時期を固定する必要
がある。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、点
火時期の調整を指令する手段からの信号に基づいて点火
時期の調整が指令されているか否かを判別し、点火時期
調整が指令されており、且つスロットル全閉のアイドル
時に、点火時期調整モードを選択する。そして、点火時
期調整モード時は、特定気筒の点火時期を設定値に固定
すると共に、特定気筒を除く他の気筒の点火時期をエン
ジン運転状態に基づいて設定するので、固定点火時期に
よる特定気筒により点火時期調整を行うことにより点火
時期の調整精度を確保することができ、また、このとき
特定気筒を除く他の気筒はエンジン回転変動に応じて進
角あるいは遅角補正により点火時期が設定されることに
より、全気筒の点火時期がエンジン運転状態に基づいて
設定される通常制御時と点火時期調整時とのエンジン発
生トルクの差が小さくなってエンジン回転数の変化を最
小に抑制することができる。従って、アイドル安定性の
向上と点火時期の調整精度の向上とを両立することがで
き、且つ調整作業を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】点火時期計算ルーチンのフローチャート

【図２】クランクパルス割込みルーチンのフローチャー
ト

【図３】エンジン制御系の概略構成図

【図４】クランク角センサとロータの正面図

【図５】気筒判別センサとロータの正面図

【図６】クランクパルスと気筒判別パルスのタイムチャ
ート

【図７】点火時期調整モード移行のタイムチャート

【符号の説明】

１ エンジン ３１ 制御装置 ４２ 調整用コネクタ（点火時期の調整を指令する手
段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02P 5/15 F02P 5/155

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンの回転変動に応じて点火時期を遅
   角あるいは遅角補正してアイドル安定性を向上する多気
   筒エンジンの点火時期制御方法において、 点火時期の調整を指令する手段からの信号に基づいて点
   火時期の調整が指令されているか否かを判別し、 点火時期調整が指令されており、且つスロットル全閉の
   アイドル時に、点火時期調整モードを選択し、 特定気筒
   の点火時期を設定値に固定すると共に、特定気筒を除く
   他の気筒の点火時期をエンジン運転状態に基づいて設定
   することを特徴とする多気筒エンジンの点火時期制御方
   法。