JP3364879B2 - 内燃機関の点火制御装置 - Google Patents
内燃機関の点火制御装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の点火制
御装置に関し、詳しくは、点火コイルの通電制御技術に
関する。 【０００２】 【従来の技術】従来の点火制御は、図６に示すように、
気筒間の行程位相差に相当する角度（４気筒で180 °）
毎にクランク角センサから出力されるリファレンス信号
ＲＥＦを基準とし、該リファレンス信号ＲＥＦから点火
時期までの角度を求め、この角度から要求通電時間に相
当する通電角を減算した角度を非通電角として求め、リ
ファレンス信号ＲＥＦから前記非通電角だけ回転した時
点から点火コイル（１次側）への通電を開始し、点火時
期において点火コイルへの通電を遮断して点火を行わせ
るようにしていた。 【０００３】前記リファレンス信号ＲＥＦは、例えばＢ
ＴＤＣ110 °毎に出力されるようになっており、この場
合、点火時期の直前に出力されるリファレンス信号ＲＥ
Ｆが、通電角内で出力されることになってしまうことが
あるので、点火コイルへの通電開始時期を計測する基準
を点火時期から２つ前のリファレンス信号ＲＥＦとして
いる。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】ところで、燃料噴射弁
によって筒内に直接燃料を噴射させる機関であって、シ
リンダ内に均質の混合気を形成させて均質燃焼を行わせ
る均質燃焼方式と、点火栓の周囲に濃い混合気を形成さ
せて成層燃焼を行わせる成層燃焼方式とが運転条件に応
じて切り換えられる筒内噴射式内燃機関が知られている
が、かかる筒内噴射式内燃機関において上記従来の点火
制御をそのまま適用すると、必要な点火エネルギーが確
保できずに失火を招く惧れがあった。 【０００５】上記のように点火時期から２つ前のリファ
レンス信号ＲＥＦを基準として非通電角（通電開始時
期）を計測させる構成では、非通電角のセットから通電
開始時期までが長いため、前記筒内噴射式内燃機関で
は、非通電角のセットが行われてから燃焼方式の切り換
えが行われる可能性がある。そして、この場合、既に非
通電角はセットされているから、その後に例えば成層か
ら均質燃焼への切り換えが行われて要求点火時期が大き
く進角変化しても、これに見合って通電開始時期を早め
ることができず、均質燃焼に対応するより進角された点
火時期に通電を遮断することで通電時間が短くなり、要
求の点火エネルギーを確保できなくなってしまうことが
あったものである。 【０００６】図６は、前記成層燃焼から均質燃焼への切
り換え時の通電制御の様子を示すものであり、非通電角
をセットするリファレンス信号ＲＥＦ出力時には、成層
燃焼の要求があるために、成層燃焼に適合する点火時期
ＡＤＶＳに基づいて非通電角を求め、この非通電角をセ
ットしたものの、その後に成層燃焼から均質燃焼への切
り換え要求が発生し、然も、その発生タイミングが次回
点火気筒の吸気行程噴射に間に合うタイミングであった
ため、成層燃焼に適合する点火時期ＡＤＶＳに基づいて
非通電角がセットされたのに、点火時期は切り換え後の
均質燃焼に適合する点火時期ＡＤＶＨで行われた場合を
示す。 【０００７】この場合、成層燃焼に適合する点火時期Ａ
ＤＶＳよりも均質燃焼に適合する点火時期ＡＤＶＨの方
がより進角側であるから、通電遮断時期は、非通電角を
セットしたときに予定されていた時期よりも、前記進角
分だけ早まることになり、通電開始は前記非通電角で決
められているから、結果的に、通電角が前記進角分だけ
少なくなってしまうものである。 【０００８】逆に均質燃焼から成層燃焼に切り換えられ
るときには、点火時期が遅角変化する分だけ通電遮断時
期が予定よりも遅くなり、要求される点火エネルギーは
確保されることになるが、不必要に通電時間が長くなっ
てしまう。本発明は上記問題点に鑑みなされたものであ
り、筒内噴射式内燃機関における燃焼方式の切り換え時
に点火時期がステップ的に変化しても、この点火時期の
ステップ変化に対応して非通電角を適切に設定でき、以
て、通電時間を過不足なく得られる点火制御装置を提供
することを目的とする。 【０００９】 【課題を解決するための手段】そのため請求項１記載の
発明は、燃焼方式が、吸気行程中の燃料噴射による均質
燃焼と、圧縮行程中の燃料噴射による成層燃焼とに切り
換えられる内燃機関の点火制御装置であって、点火時期
において、点火コイルの要求通電角、及び、そのときの
燃焼方式から次回の点火時期を求めると共に、気筒間の
行程位相差，前記要求通電角及び前回の点火時期と次回
の点火時期との偏差に基づいて、前回の点火時期からの
非通電角を求め、前回の点火時期から前記非通電角だけ
回転した時点から点火コイルへの通電を開始させる構成
とした。かかる構成によると、ある気筒で点火が行われ
ると、この点火時期（前回の点火気筒の点火時期）を基
準として次の点火のための点火コイル（１次側）への通
電を開始させるものであり、点火間隔から点火コイルへ
の要求通電角（要求通電時間に相当する角度）を除いた
部分が非通電角となるから、点火が行われた時点から前
記非通電角だけ回転した時点を通電開始時期として、点
火コイルへの通電を開始させる。また、点火時期に変化
がない場合には、点火時期の間隔は、気筒間の行程位相
差に一致することになり、行程位相差から要求通電角を
除いた角度が非通電角となるが、点火時期が前回と次回
との間で変化する場合には、点火時期の間隔が行程位相
差に一致しなくなるので、点火時期の間隔が行程位相差
に一致するときの非通電角を基本値として求め、この基
本値を、前回の点火時期とそのときの燃焼方式から求め
られる次回の点火時期との偏差に応じて補正して、最終
的な非通電角を求める。 【００１０】 【００１１】 【００１２】 【００１３】 【００１４】 【００１５】 【００１６】 【発明の効果】請求項１記載の発明によると、非通電角
の計測基準となる点火時期の間隔が、燃焼方式の切換え
に伴う点火時期の変化によって変動しても、要求通電角
を確保できる非通電角を精度良くかつ簡便に求めること
ができるという効果がある。 【００１７】 【００１８】 【００１９】 【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を説明
する。図１は、実施の形態における内燃機関を示す図で
あり、この図に示す機関１は、後述するように、筒内噴
射式の火花点火ガソリン機関である。機関１には、エア
クリーナ２を通過した空気が、スロットル弁３で計量さ
れ、吸気弁４を介してシリンダ内に吸引される。 【００２０】電磁式の燃料噴射弁５は燃焼室内に直接燃
料（ガソリン）を噴射する構成であり、該燃料噴射弁５
から噴射された燃料によってシリンダ内に混合気が形成
される。前記混合気は、点火栓６による火花点火によっ
て着火燃焼し、燃焼排気は、排気弁７を介してシリンダ
内から排出され、触媒８で浄化された後に大気中に放出
される。 【００２１】マイクロコンピュータを内蔵したコントロ
ールユニット10は、前記燃料噴射弁５による燃料噴射及
び点火栓６による点火（図示しない点火コイルへの通
電）を制御するものであり、前記コントロールユニット
10には各種のセンサからの信号が入力される。前記各種
センサとして、機関１の吸入空気流量Ｑを検出するエア
フローメータ11、クランク角１°毎に検出信号（ポジシ
ョン信号ＰＯＳ）を出力するポジションセンサ12、各気
筒の基準クランク角位置（例えばＢＴＤＣ110 °）毎に
検出信号（リファレンス信号ＲＥＦ）を出力するリファ
レンスセンサ13、前記リファレンスセンサ13からのリフ
ァレンス信号ＲＥＦ間で気筒判別信号を出力する気筒判
別センサ14、排気中の酸素濃度に感応して燃焼混合気の
空燃比を検出する酸素センサ15，前記スロットル弁３の
開度ＴＶＯを検出するスロットルセンサ16、冷却水温度
Ｔｗを検出する水温センサ17等が設けられている。 【００２２】尚、前記リファレンス信号ＲＥＦの発生周
期、又は、前記ポジション信号ＰＯＳの所定時間内の発
生数を計測することで、機関回転速度Ｎｅが求められ
る。前記機関１において、吸気行程中に燃料を噴射させ
ることでシリンダ内に均質の混合気を形成させて均質燃
焼を行わせる均質燃焼方式と、圧縮行程中に燃料噴射を
行わせることで点火栓６の周囲に濃い混合気を形成さ
せ、成層燃焼を行わせる成層燃焼方式とのいずれかに切
り換えられるようになっており、前記コントロールユニ
ット10は、運転条件に応じて目標当量比，燃焼方式を決
定し、これに応じて前記燃料噴射弁５による燃料噴射
量，噴射時期を設定する一方、前記燃焼方式毎に個別に
設定された点火時期マップを参照して、前記点火栓６に
よる点火時期（点火進角値）を設定する。 【００２３】ここで、前記コントロールユニット10によ
る点火時期制御、詳しくは、点火コイル（１次側）への
通電制御の様子を、図２及び図３のフローチャートに従
って説明する。図２のフローチャートは、点火時期にお
いて割り込み実行され、前回の点火時期から点火コイル
への通電を開始させるまで角度（非通電角）をセットす
るものである。 【００２４】まず、ステップ１（図中にはＳ１と記して
ある。以下同様）では、バッテリ電圧等に基づいて要求
の通電時間ＴＤＷＬＬを設定する。次のステップ２で
は、前記通電時間ＴＤＷＬＬを、そのときの機関回転速
度Ｎｅに基づいて通電角ＤＷＬＬに変換する。ステップ
３では、次回点火が行われる気筒が均質燃焼であるか成
層燃焼であるかを判別する。 【００２５】次回の点火気筒において均質燃焼が行われ
る予定の場合には、図４に示すように、前回の点火時期
において既に吸気行程噴射が行われていることになり、
前回の点火時期以降において次回点火気筒の燃焼が成層
燃焼に切り換えられること（更に圧縮行程噴射が行われ
ること）はない。同様に、次回の点火気筒において成層
燃焼が行われる予定の場合には、吸気行程噴射が行われ
ず、前回の点火時期の後に圧縮行程噴射が行われること
になり、均質燃焼への切り換えは既に噴射タイミングを
逸していることで不可能である。従って、前回の点火気
筒の点火時期においては、次回の点火気筒の燃焼方式が
確定していることになり、前記ステップ３では、変更さ
れることのない燃焼方式を判別できる。 【００２６】ステップ３で、次回の点火気筒で成層燃焼
が行われると判別されたときには、ステップ４へ進み、
予め成層燃焼時用にマッチングさせてある点火時期マッ
プからそのときの機関負荷，回転に見合う点火時期ＡＤ
ＶＳ（点火進角値）を検索し、これを点火時期ＡＤＶに
セットする。一方、ステップ３で、次回の点火気筒で均
質燃焼が行われると判別されたときには、ステップ５へ
進み、予め均質燃焼時用にマッチングさせてある点火時
期マップからそのときの機関負荷，回転に見合う点火時
期ＡＤＶＨ（点火進角値）を検索し、これを点火時期Ａ
ＤＶにセットする。 【００２７】ステップ６では、次回の点火時期ＡＤＶに
基づいて点火コイルへの通電を遮断したときに、前記通
電角ＤＷＬＬが得られる非通電角ＮＤＷＬＬを、下式に
従って算出する。ＮＤＷＬＬ＝720 °／ＮＣＹＬ−ＤＷ
ＬＬ＋（ＡＤＶ-1−ＡＤＶ）前記ＮＣＹＬは気筒数であ
り、720 °／ＮＣＹＬによって行程位相差が算出され、
720 °／ＮＣＹＬ−ＤＷＬＬにより点火時期に変化がな
く行程位相差に一致する間隔で点火が行われる場合の非
通電角ＮＤＷＬＬ（非通電角の基本値）が算出される。 【００２８】しかし、実際には、燃焼方式の切り換えに
より点火時期がステップ変化する場合があるので、前回
の点火時期であるＡＤＶ-1と次回の点火時期ＡＤＶとの
偏差を前記非通電の基本値に加算し、燃焼方式の切り換
えによって点火時期（通電遮断時期）大きく進角変化す
る場合には、非通電角の基本値を前記点火時期の進角変
化分だけ減少補正して通電開始を早めるようにする。逆
に、点火時期が遅角変化する場合には、非通電角の基本
値を前記点火時期の遅角変化分だけ増大補正して通電開
始を遅くするようにする。 【００２９】前記非通電角ＮＤＷＬＬの演算に用いられ
る次回用の点火時期ＡＤＶは、次回の点火気筒の燃焼方
式に対応した値であって、前記非通電角ＮＤＷＬＬの演
算後に次回の点火気筒の燃焼方式が切り換えられること
がないから、前記非通電角ＮＤＷＬＬに基づき通電を開
始させることで要求される通電角ＤＷＬＬを確実に得ら
れ、以て、要求される点火エネルギーでの点火を確実に
行わせることが可能である。 【００３０】ステップ７では、前記非通電角ＮＤＷＬＬ
をセットする。コントロールユニット10は、前回の点火
気筒の点火時期からポジション信号ＰＯＳをカウントす
ることにより、前回の点火時期から前記非通電角ＮＤＷ
ＬＬだけ回転したことを検出すると、その時点から点火
コイル（１次側）への通電を開始させる（図４参照）。 【００３１】図３のフローチャートは、リファレンス信
号ＲＥＦ毎に割り込み実行され、リファンス信号ＲＥＦ
から点火時期までの角度ＦＡＤＶをセットするためのも
のである。ステップ11では、今回のリファレンス信号Ｒ
ＥＦの直後に点火が行われる気筒での燃焼方式の判別を
行い、かかる燃焼方式の判別に応じてステップ12又はス
テップ13で点火時期ＡＤＶ（点火進角値）を設定する。 【００３２】ステップ14では、前記設定された点火時期
ＡＤＶ（点火進角値）を、リファレンス信号ＲＥＦから
点火時期までの角度ＦＡＤＶに変換し、ステップ15で
は、前記角度ＦＡＤＶのセットを行う。前記角度ＦＡＤ
Ｖがセットされると、コントロールユニット10は、リフ
ァレンス信号ＲＥＦから前記ポジション信号ＰＯＳをカ
ウントすることで、前記角度ＦＡＤＶだけ回転した時点
を検出し、その時点で点火コイルへの通電を遮断して点
火を行わせる（図４参照）。 【００３３】ところで、上記では、点火時期の設定にお
ける最小単位角度と同じ１°毎に出力されるポジション
信号ＰＯＳをカウントすることで、角度の計測を行わせ
る構成としたが、前記最小単位角度よりも大きな単位ク
ランク角（例えば10°）毎にポジション信号ＰＯＳが出
力されるクランク角センサを用いる機関の場合には、図
５に示すようにして角度計測を行わせると良い。 【００３４】まず、角度計測の基準位置（例えば上記実
施の形態における前回の点火気筒の点火時期）が、ポジ
ション信号ＰＯＳと一致しない場合には、前記基準位置
から最初にホジション信号ＰＯＳが出力されるまでの角
度を、ポジション信号ＰＯＳのカウントによって求めら
れる角度に加算するようにする。前回の点火時期を基準
として非通電角を計測させる場合には、前回の点火時期
が分かっており、かつ、前記ポジション信号ＰＯＳの出
力タイミングが、例えばＴＤＣを基準する10°毎という
ように予め分かっているから、前回の点火時期からその
後に最初に出力されるポジション信号ＰＯＳまでの角度
を演算で求めることができる。 【００３５】そして、目標位置（例えば点火コイルへの
通電開始時期）の直前に出力されるポジション信号ＰＯ
Ｓまでは、ポジション信号ＰＯＳをカウントすることで
角度計測を行わせ、目標位置の直前に出力されるポジシ
ョン信号ＰＯＳから目標位置までは、この間の角度を時
間に換算し、前記直前のポジション信号ＰＯＳから前記
時間が経過した時点を目標位置として検出する。 【００３６】即ち、角度の計測を、ポジション信号ＰＯ
Ｓの発生数のカウントと、ポジション信号ＰＯＳの発生
間隔よりも小さな端数の角度についての時間計測とによ
って行うものであり、全角度域を時間に換算して計測さ
せる構成とするよりも、高い精度で角度を計測させるこ
とができる。
御装置に関し、詳しくは、点火コイルの通電制御技術に
関する。 【０００２】 【従来の技術】従来の点火制御は、図６に示すように、
気筒間の行程位相差に相当する角度（４気筒で180 °）
毎にクランク角センサから出力されるリファレンス信号
ＲＥＦを基準とし、該リファレンス信号ＲＥＦから点火
時期までの角度を求め、この角度から要求通電時間に相
当する通電角を減算した角度を非通電角として求め、リ
ファレンス信号ＲＥＦから前記非通電角だけ回転した時
点から点火コイル（１次側）への通電を開始し、点火時
期において点火コイルへの通電を遮断して点火を行わせ
るようにしていた。 【０００３】前記リファレンス信号ＲＥＦは、例えばＢ
ＴＤＣ110 °毎に出力されるようになっており、この場
合、点火時期の直前に出力されるリファレンス信号ＲＥ
Ｆが、通電角内で出力されることになってしまうことが
あるので、点火コイルへの通電開始時期を計測する基準
を点火時期から２つ前のリファレンス信号ＲＥＦとして
いる。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】ところで、燃料噴射弁
によって筒内に直接燃料を噴射させる機関であって、シ
リンダ内に均質の混合気を形成させて均質燃焼を行わせ
る均質燃焼方式と、点火栓の周囲に濃い混合気を形成さ
せて成層燃焼を行わせる成層燃焼方式とが運転条件に応
じて切り換えられる筒内噴射式内燃機関が知られている
が、かかる筒内噴射式内燃機関において上記従来の点火
制御をそのまま適用すると、必要な点火エネルギーが確
保できずに失火を招く惧れがあった。 【０００５】上記のように点火時期から２つ前のリファ
レンス信号ＲＥＦを基準として非通電角（通電開始時
期）を計測させる構成では、非通電角のセットから通電
開始時期までが長いため、前記筒内噴射式内燃機関で
は、非通電角のセットが行われてから燃焼方式の切り換
えが行われる可能性がある。そして、この場合、既に非
通電角はセットされているから、その後に例えば成層か
ら均質燃焼への切り換えが行われて要求点火時期が大き
く進角変化しても、これに見合って通電開始時期を早め
ることができず、均質燃焼に対応するより進角された点
火時期に通電を遮断することで通電時間が短くなり、要
求の点火エネルギーを確保できなくなってしまうことが
あったものである。 【０００６】図６は、前記成層燃焼から均質燃焼への切
り換え時の通電制御の様子を示すものであり、非通電角
をセットするリファレンス信号ＲＥＦ出力時には、成層
燃焼の要求があるために、成層燃焼に適合する点火時期
ＡＤＶＳに基づいて非通電角を求め、この非通電角をセ
ットしたものの、その後に成層燃焼から均質燃焼への切
り換え要求が発生し、然も、その発生タイミングが次回
点火気筒の吸気行程噴射に間に合うタイミングであった
ため、成層燃焼に適合する点火時期ＡＤＶＳに基づいて
非通電角がセットされたのに、点火時期は切り換え後の
均質燃焼に適合する点火時期ＡＤＶＨで行われた場合を
示す。 【０００７】この場合、成層燃焼に適合する点火時期Ａ
ＤＶＳよりも均質燃焼に適合する点火時期ＡＤＶＨの方
がより進角側であるから、通電遮断時期は、非通電角を
セットしたときに予定されていた時期よりも、前記進角
分だけ早まることになり、通電開始は前記非通電角で決
められているから、結果的に、通電角が前記進角分だけ
少なくなってしまうものである。 【０００８】逆に均質燃焼から成層燃焼に切り換えられ
るときには、点火時期が遅角変化する分だけ通電遮断時
期が予定よりも遅くなり、要求される点火エネルギーは
確保されることになるが、不必要に通電時間が長くなっ
てしまう。本発明は上記問題点に鑑みなされたものであ
り、筒内噴射式内燃機関における燃焼方式の切り換え時
に点火時期がステップ的に変化しても、この点火時期の
ステップ変化に対応して非通電角を適切に設定でき、以
て、通電時間を過不足なく得られる点火制御装置を提供
することを目的とする。 【０００９】 【課題を解決するための手段】そのため請求項１記載の
発明は、燃焼方式が、吸気行程中の燃料噴射による均質
燃焼と、圧縮行程中の燃料噴射による成層燃焼とに切り
換えられる内燃機関の点火制御装置であって、点火時期
において、点火コイルの要求通電角、及び、そのときの
燃焼方式から次回の点火時期を求めると共に、気筒間の
行程位相差，前記要求通電角及び前回の点火時期と次回
の点火時期との偏差に基づいて、前回の点火時期からの
非通電角を求め、前回の点火時期から前記非通電角だけ
回転した時点から点火コイルへの通電を開始させる構成
とした。かかる構成によると、ある気筒で点火が行われ
ると、この点火時期（前回の点火気筒の点火時期）を基
準として次の点火のための点火コイル（１次側）への通
電を開始させるものであり、点火間隔から点火コイルへ
の要求通電角（要求通電時間に相当する角度）を除いた
部分が非通電角となるから、点火が行われた時点から前
記非通電角だけ回転した時点を通電開始時期として、点
火コイルへの通電を開始させる。また、点火時期に変化
がない場合には、点火時期の間隔は、気筒間の行程位相
差に一致することになり、行程位相差から要求通電角を
除いた角度が非通電角となるが、点火時期が前回と次回
との間で変化する場合には、点火時期の間隔が行程位相
差に一致しなくなるので、点火時期の間隔が行程位相差
に一致するときの非通電角を基本値として求め、この基
本値を、前回の点火時期とそのときの燃焼方式から求め
られる次回の点火時期との偏差に応じて補正して、最終
的な非通電角を求める。 【００１０】 【００１１】 【００１２】 【００１３】 【００１４】 【００１５】 【００１６】 【発明の効果】請求項１記載の発明によると、非通電角
の計測基準となる点火時期の間隔が、燃焼方式の切換え
に伴う点火時期の変化によって変動しても、要求通電角
を確保できる非通電角を精度良くかつ簡便に求めること
ができるという効果がある。 【００１７】 【００１８】 【００１９】 【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を説明
する。図１は、実施の形態における内燃機関を示す図で
あり、この図に示す機関１は、後述するように、筒内噴
射式の火花点火ガソリン機関である。機関１には、エア
クリーナ２を通過した空気が、スロットル弁３で計量さ
れ、吸気弁４を介してシリンダ内に吸引される。 【００２０】電磁式の燃料噴射弁５は燃焼室内に直接燃
料（ガソリン）を噴射する構成であり、該燃料噴射弁５
から噴射された燃料によってシリンダ内に混合気が形成
される。前記混合気は、点火栓６による火花点火によっ
て着火燃焼し、燃焼排気は、排気弁７を介してシリンダ
内から排出され、触媒８で浄化された後に大気中に放出
される。 【００２１】マイクロコンピュータを内蔵したコントロ
ールユニット10は、前記燃料噴射弁５による燃料噴射及
び点火栓６による点火（図示しない点火コイルへの通
電）を制御するものであり、前記コントロールユニット
10には各種のセンサからの信号が入力される。前記各種
センサとして、機関１の吸入空気流量Ｑを検出するエア
フローメータ11、クランク角１°毎に検出信号（ポジシ
ョン信号ＰＯＳ）を出力するポジションセンサ12、各気
筒の基準クランク角位置（例えばＢＴＤＣ110 °）毎に
検出信号（リファレンス信号ＲＥＦ）を出力するリファ
レンスセンサ13、前記リファレンスセンサ13からのリフ
ァレンス信号ＲＥＦ間で気筒判別信号を出力する気筒判
別センサ14、排気中の酸素濃度に感応して燃焼混合気の
空燃比を検出する酸素センサ15，前記スロットル弁３の
開度ＴＶＯを検出するスロットルセンサ16、冷却水温度
Ｔｗを検出する水温センサ17等が設けられている。 【００２２】尚、前記リファレンス信号ＲＥＦの発生周
期、又は、前記ポジション信号ＰＯＳの所定時間内の発
生数を計測することで、機関回転速度Ｎｅが求められ
る。前記機関１において、吸気行程中に燃料を噴射させ
ることでシリンダ内に均質の混合気を形成させて均質燃
焼を行わせる均質燃焼方式と、圧縮行程中に燃料噴射を
行わせることで点火栓６の周囲に濃い混合気を形成さ
せ、成層燃焼を行わせる成層燃焼方式とのいずれかに切
り換えられるようになっており、前記コントロールユニ
ット10は、運転条件に応じて目標当量比，燃焼方式を決
定し、これに応じて前記燃料噴射弁５による燃料噴射
量，噴射時期を設定する一方、前記燃焼方式毎に個別に
設定された点火時期マップを参照して、前記点火栓６に
よる点火時期（点火進角値）を設定する。 【００２３】ここで、前記コントロールユニット10によ
る点火時期制御、詳しくは、点火コイル（１次側）への
通電制御の様子を、図２及び図３のフローチャートに従
って説明する。図２のフローチャートは、点火時期にお
いて割り込み実行され、前回の点火時期から点火コイル
への通電を開始させるまで角度（非通電角）をセットす
るものである。 【００２４】まず、ステップ１（図中にはＳ１と記して
ある。以下同様）では、バッテリ電圧等に基づいて要求
の通電時間ＴＤＷＬＬを設定する。次のステップ２で
は、前記通電時間ＴＤＷＬＬを、そのときの機関回転速
度Ｎｅに基づいて通電角ＤＷＬＬに変換する。ステップ
３では、次回点火が行われる気筒が均質燃焼であるか成
層燃焼であるかを判別する。 【００２５】次回の点火気筒において均質燃焼が行われ
る予定の場合には、図４に示すように、前回の点火時期
において既に吸気行程噴射が行われていることになり、
前回の点火時期以降において次回点火気筒の燃焼が成層
燃焼に切り換えられること（更に圧縮行程噴射が行われ
ること）はない。同様に、次回の点火気筒において成層
燃焼が行われる予定の場合には、吸気行程噴射が行われ
ず、前回の点火時期の後に圧縮行程噴射が行われること
になり、均質燃焼への切り換えは既に噴射タイミングを
逸していることで不可能である。従って、前回の点火気
筒の点火時期においては、次回の点火気筒の燃焼方式が
確定していることになり、前記ステップ３では、変更さ
れることのない燃焼方式を判別できる。 【００２６】ステップ３で、次回の点火気筒で成層燃焼
が行われると判別されたときには、ステップ４へ進み、
予め成層燃焼時用にマッチングさせてある点火時期マッ
プからそのときの機関負荷，回転に見合う点火時期ＡＤ
ＶＳ（点火進角値）を検索し、これを点火時期ＡＤＶに
セットする。一方、ステップ３で、次回の点火気筒で均
質燃焼が行われると判別されたときには、ステップ５へ
進み、予め均質燃焼時用にマッチングさせてある点火時
期マップからそのときの機関負荷，回転に見合う点火時
期ＡＤＶＨ（点火進角値）を検索し、これを点火時期Ａ
ＤＶにセットする。 【００２７】ステップ６では、次回の点火時期ＡＤＶに
基づいて点火コイルへの通電を遮断したときに、前記通
電角ＤＷＬＬが得られる非通電角ＮＤＷＬＬを、下式に
従って算出する。ＮＤＷＬＬ＝720 °／ＮＣＹＬ−ＤＷ
ＬＬ＋（ＡＤＶ-1−ＡＤＶ）前記ＮＣＹＬは気筒数であ
り、720 °／ＮＣＹＬによって行程位相差が算出され、
720 °／ＮＣＹＬ−ＤＷＬＬにより点火時期に変化がな
く行程位相差に一致する間隔で点火が行われる場合の非
通電角ＮＤＷＬＬ（非通電角の基本値）が算出される。 【００２８】しかし、実際には、燃焼方式の切り換えに
より点火時期がステップ変化する場合があるので、前回
の点火時期であるＡＤＶ-1と次回の点火時期ＡＤＶとの
偏差を前記非通電の基本値に加算し、燃焼方式の切り換
えによって点火時期（通電遮断時期）大きく進角変化す
る場合には、非通電角の基本値を前記点火時期の進角変
化分だけ減少補正して通電開始を早めるようにする。逆
に、点火時期が遅角変化する場合には、非通電角の基本
値を前記点火時期の遅角変化分だけ増大補正して通電開
始を遅くするようにする。 【００２９】前記非通電角ＮＤＷＬＬの演算に用いられ
る次回用の点火時期ＡＤＶは、次回の点火気筒の燃焼方
式に対応した値であって、前記非通電角ＮＤＷＬＬの演
算後に次回の点火気筒の燃焼方式が切り換えられること
がないから、前記非通電角ＮＤＷＬＬに基づき通電を開
始させることで要求される通電角ＤＷＬＬを確実に得ら
れ、以て、要求される点火エネルギーでの点火を確実に
行わせることが可能である。 【００３０】ステップ７では、前記非通電角ＮＤＷＬＬ
をセットする。コントロールユニット10は、前回の点火
気筒の点火時期からポジション信号ＰＯＳをカウントす
ることにより、前回の点火時期から前記非通電角ＮＤＷ
ＬＬだけ回転したことを検出すると、その時点から点火
コイル（１次側）への通電を開始させる（図４参照）。 【００３１】図３のフローチャートは、リファレンス信
号ＲＥＦ毎に割り込み実行され、リファンス信号ＲＥＦ
から点火時期までの角度ＦＡＤＶをセットするためのも
のである。ステップ11では、今回のリファレンス信号Ｒ
ＥＦの直後に点火が行われる気筒での燃焼方式の判別を
行い、かかる燃焼方式の判別に応じてステップ12又はス
テップ13で点火時期ＡＤＶ（点火進角値）を設定する。 【００３２】ステップ14では、前記設定された点火時期
ＡＤＶ（点火進角値）を、リファレンス信号ＲＥＦから
点火時期までの角度ＦＡＤＶに変換し、ステップ15で
は、前記角度ＦＡＤＶのセットを行う。前記角度ＦＡＤ
Ｖがセットされると、コントロールユニット10は、リフ
ァレンス信号ＲＥＦから前記ポジション信号ＰＯＳをカ
ウントすることで、前記角度ＦＡＤＶだけ回転した時点
を検出し、その時点で点火コイルへの通電を遮断して点
火を行わせる（図４参照）。 【００３３】ところで、上記では、点火時期の設定にお
ける最小単位角度と同じ１°毎に出力されるポジション
信号ＰＯＳをカウントすることで、角度の計測を行わせ
る構成としたが、前記最小単位角度よりも大きな単位ク
ランク角（例えば10°）毎にポジション信号ＰＯＳが出
力されるクランク角センサを用いる機関の場合には、図
５に示すようにして角度計測を行わせると良い。 【００３４】まず、角度計測の基準位置（例えば上記実
施の形態における前回の点火気筒の点火時期）が、ポジ
ション信号ＰＯＳと一致しない場合には、前記基準位置
から最初にホジション信号ＰＯＳが出力されるまでの角
度を、ポジション信号ＰＯＳのカウントによって求めら
れる角度に加算するようにする。前回の点火時期を基準
として非通電角を計測させる場合には、前回の点火時期
が分かっており、かつ、前記ポジション信号ＰＯＳの出
力タイミングが、例えばＴＤＣを基準する10°毎という
ように予め分かっているから、前回の点火時期からその
後に最初に出力されるポジション信号ＰＯＳまでの角度
を演算で求めることができる。 【００３５】そして、目標位置（例えば点火コイルへの
通電開始時期）の直前に出力されるポジション信号ＰＯ
Ｓまでは、ポジション信号ＰＯＳをカウントすることで
角度計測を行わせ、目標位置の直前に出力されるポジシ
ョン信号ＰＯＳから目標位置までは、この間の角度を時
間に換算し、前記直前のポジション信号ＰＯＳから前記
時間が経過した時点を目標位置として検出する。 【００３６】即ち、角度の計測を、ポジション信号ＰＯ
Ｓの発生数のカウントと、ポジション信号ＰＯＳの発生
間隔よりも小さな端数の角度についての時間計測とによ
って行うものであり、全角度域を時間に換算して計測さ
せる構成とするよりも、高い精度で角度を計測させるこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態における内燃機関のシステム構成を
示す図。 【図２】実施の形態における非通電角セットの様子を示
すフローチャート。 【図３】実施の形態における点火時期セットの様子を示
すフローチャート。 【図４】実施の形態における通電制御の特性を示すタイ
ムチャート。 【図５】ポジション信号ＰＯＳのカウントと時間計測と
を組み合わせた角度計測の方法を示す図。 【図６】従来の点火制御の様子を示すタイムチャート。 【符号の説明】 １ 内燃機関 ３ スロットル弁 ４ 吸気弁 ５ 燃料噴射弁 ６ 点火栓 ７ 排気弁 10 コントロールユニット 11 エアフローメータ 12 ポジションセンサ 13 リファレンスセンサ
示す図。 【図２】実施の形態における非通電角セットの様子を示
すフローチャート。 【図３】実施の形態における点火時期セットの様子を示
すフローチャート。 【図４】実施の形態における通電制御の特性を示すタイ
ムチャート。 【図５】ポジション信号ＰＯＳのカウントと時間計測と
を組み合わせた角度計測の方法を示す図。 【図６】従来の点火制御の様子を示すタイムチャート。 【符号の説明】 １ 内燃機関 ３ スロットル弁 ４ 吸気弁 ５ 燃料噴射弁 ６ 点火栓 ７ 排気弁 10 コントロールユニット 11 エアフローメータ 12 ポジションセンサ 13 リファレンスセンサ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 大羽 拓
神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日
産自動車株式会社内
(56)参考文献 特開 平３−145572（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−285264（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−17756（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−159770（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−244822（ＪＰ，Ａ)
特表 平５−505225（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F02P 3/045
F02B 17/00
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】燃焼方式が、吸気行程中の燃料噴射による
均質燃焼と、圧縮行程中の燃料噴射による成層燃焼とに
切り換えられる内燃機関の点火制御装置であって、 点火時期において、点火コイルの要求通電角、及び、そ
のときの燃焼方式から次回の点火時期を求めると共に、
気筒間の行程位相差，前記要求通電角及び前回の点火時
期と次回の点火時期との偏差に基づいて、前回の点火時
期からの非通電角を求め、 前回の点火時期から前記非通電角だけ回転した時点から
点火コイルへの通電を開始させることを特徴とする 内燃
機関の点火制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23993197A JP3364879B2 (ja) | 1997-09-04 | 1997-09-04 | 内燃機関の点火制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23993197A JP3364879B2 (ja) | 1997-09-04 | 1997-09-04 | 内燃機関の点火制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1182268A JPH1182268A (ja) | 1999-03-26 |
| JP3364879B2 true JP3364879B2 (ja) | 2003-01-08 |
Family
ID=17051969
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23993197A Expired - Lifetime JP3364879B2 (ja) | 1997-09-04 | 1997-09-04 | 内燃機関の点火制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3364879B2 (ja) |
-
1997
- 1997-09-04 JP JP23993197A patent/JP3364879B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1182268A (ja) | 1999-03-26 |
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