JP3518563B2 - 内燃機関用制御装置 - Google Patents

内燃機関用制御装置

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JP3518563B2 JP14445795A JP14445795A JP3518563B2 JP 3518563 B2 JP3518563 B2 JP 3518563B2 JP 14445795 A JP14445795 A JP 14445795A JP 14445795 A JP14445795 A JP 14445795A JP 3518563 B2 JP3518563 B2 JP 3518563B2
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の気筒に配設
される点火コイルの温度を推定しその通電時間を制御す
る内燃機関用制御装置に関するものである。 【0002】 【従来の技術】従来、内燃機関用制御装置に関連する先
行技術文献としては、日本電装公開技報“点火装置”
(発行日1983年4月20日、整理番号30−03
3)及び日本電装公開技報“内燃機関用制御装置”(発
行日1986年3月15日、整理番号46−053)に
て開示されたものが知られている。 【0003】前者のものでは、点火コイル内に点火コイ
ル巻線の温度にてオン/オフされる感温リードスイッチ
を設け、パワートランジスタの定電流制御値を可変させ
点火コイルの高温時の発熱量を抑制する技術が示されて
いる。 【0004】また、後者のものでは、点火コイル内にコ
イル巻線の温度を検出する温度センサを設け、その温度
センサからの信号を読込み点火コイルに対する通電時間
を補正する技術が示されている。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】ところで、前述のもの
では、何れも点火コイルに対する通電量を切替えまたは
調節しており、このための抵抗やトランジスタのような
電流制御素子を付加しなければならないという不具合が
あった。 【0006】そこで、この発明は、かかる不具合を解決
するためになされたもので、電流制御素子等を付加する
ことなく、点火コイルに対する通電時間を適切に制御可
能な内燃機関用制御装置の提供を課題としている。 【0007】 【課題を解決するための手段】請求項1にかかる内燃機
関用制御装置は、内燃機関の各気筒毎に配設された点火
プラグに点火エネルギを供給する点火コイルと、前記内
燃機関の運転状態に応じて遷移する各種制御情報を入力
する情報入力回路と、前記点火コイルの温度が高温時及
び低温時に対応し前記内燃機関の運転状態と前記点火コ
イルの通電時間との関係を表す複数のマップを有し、前
記情報入力回路からの各種制御情報に応じて前記マップ
を選択し前記点火コイルへの通電時間を算出する通電時
間演算手段と、前記通電時間演算手段で算出された前記
点火コイルへの通電時間に基づき前記点火コイルに点火
信号を出力する点火制御回路とを具備し、前記通電時間
演算手段は、冷却水温と吸気温との差分が所定温度以上
か否かに基づいて、暖機前用マップまたは暖機後用マッ
プを選択するものである。 【0008】 【0009】 【作用】請求項1の内燃機関用制御装置においては、情
報入力回路で内燃機関の運転状態に応じて遷移する各種
制御情報が入力され、その入力された各種制御情報に応
じ、点火コイルのコイル温度が高温時及び低温時に対応
して内燃機関の運転状態と点火コイルの通電時間との関
係を表す複数のマップを有する通電時間演算手段で、
却水温と吸気温との差分が所定温度以上か否かに基づい
て、暖機前用マップまたは暖機後用マップが選択され点
火コイルへの通電時間が算出され、その点火コイルへの
通電時間に基づき点火制御回路から点火コイルに点火信
号が出力される。このように、点火コイルの通電時間が
内燃機関の運転状態に加えて、その点火コイルの温度に
対応した複数のマップにて設定されており、この暖機前
用マップまたは暖機後用マップの選択によって点火コイ
ルに対する通電時間が適切に制御される。 【0010】 【0011】 【実施例】以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説
明する。 【0012】図1は本発明の一実施例にかかる内燃機関
用制御装置の回路構成を示すブロック図である。 【0013】図1において、100はECU(Electron
ic Control Unit:電子制御装置)であり、ECU100
はMCU(Micro-Computer Unit)20、波形整形回路3
0、入力回路40、点火出力回路50、点火出力用トラ
ンジスタTr1から構成されている。そして、図示しない
内燃機関のクランク軸に配設された回転角センサ11か
らの機関回転数Ne がECU100の波形整形回路30
で波形整形されたのちMCU20に入力されている。ま
た、内燃機関に配設された水温センサ12からの冷却水
温THW、吸気温センサ13からの吸気温THA及びバッテ
リ電源14からのバッテリ電圧VB がECU100の入
力回路40を介してMCU20に入力されている。 【0014】そして、点火出力トランジスタTr1のコレ
クタ側にはバッテリ電源14のバッテリ電圧VB に接続
された点火コイル60の1次コイル側が接続されてい
る。これら各種制御情報によりMCU20で算出された
通電時間に基づく点火信号が点火出力回路50を介して
点火出力トランジスタTr1に出力され、点火コイル60
の1次電流が制御される。 【0015】次に、点火コイル60のコイル温度によっ
て変化する通電時間とコイル遮断電流との関係を示す図
2を参照して説明する。 【0016】図2は本発明の一実施例にかかる内燃機関
用制御装置における通電時間とコイル遮断電流との関係
を示す特性図、図3は本発明の一実施例にかかる内燃機
関用制御装置で用いられる機関回転数と通電時間との関
係をバッテリ電圧をパラメータとして示す特性図、ま
た、図4は本発明の一実施例にかかる内燃機関用制御装
置で用いられる機関回転数とバッテリ電圧とに基づいて
設定される通電時間を示す特性図である。 【0017】図2に示すように、通電時間は点火コイル
60のコイル温度によって、そのコイル巻線の抵抗値が
変化するため、コイル遮断電流の立上がり曲線が異な
る。つまり、コイル低温時の方がコイル高温時よりもコ
イル遮断電流の立上がり時間が速いのである。したがっ
て、コイル温度にかかわらず点火コイル60に対する通
電時間を一定とするとコイル遮断電流が異なってしま
う。 【0018】ここで、コイル遮断電流を大きくすると点
火性能は向上するが、点火出力トランジスタTr1の保護
のためにはその電流値に制限を加える必要がある。逆
に、コイル遮断電流を小さくすると、点火性能は低下す
る。このため、一般的に、コイル低温時に最適となるよ
うに設定されたコイル遮断電流では、コイル高温時に点
火性能が低下することとなる。 【0019】本実施例では、回転角センサ11からの機
関回転数Ne 、水温センサ12からの冷却水温THW、吸
気温センサ13からの吸気温THA及びバッテリ電源14
からのバッテリ電圧VB の各信号を読込んで点火コイル
60のコイル温度を推定し、点火コイル60に対する通
電時間を補正するものである。 【0020】ここで、機関回転数Ne 〔rpm〕と通電
時間TON〔ms〕との関係は、バッテリ電圧VB 〔V〕
をパラメータとし、コイル温度による補正前においては
図3に示すような特性を示し、機関回転数Ne が高いほ
ど通電時間TONが短く、バッテリ電圧VB が高いほど通
電時間TONが短くなる。具体的には、図4に示すような
マップにより、機関回転数Ne 〔rpm〕とバッテリ電
圧VB 〔V〕から通電時間Dmn〔ms〕が算出される。
なお、図4のマップにおける中間値については補間演算
にて算出される。 【0021】次に、本発明の一実施例にかかる内燃機関
用制御装置で使用されているMCU20の点火制御の処
理手順を図5のフローチャートに基づいて説明する。 【0022】図5は本発明の一実施例にかかる内燃機関
用制御装置で使用されているMCUの点火制御の処理手
順を示すフローチャートである。そして、図6は本発明
の一実施例にかかる内燃機関用制御装置で使用されてい
るMCUのマップ選択の処理手順を示すフローチャート
であり、図7は本発明の一実施例にかかる内燃機関用制
御装置で用いられる機関回転数と通電時間との関係をバ
ッテリ電圧をパラメータとして暖機前後で示すマップで
ある。 【0023】まず、図5に示すステップS101で、各
種入力信号が読込まれる。次にステップS102に移行
して、後述のマップ選択の割込処理により現時点で用い
るべきマップが選択される。そして、ステップS103
に移行し、選択されたマップ(データ)が検索され通電
時間が出力され、本ルーチンを終了する。 【0024】内燃機関の冷却水温が低いときには、エン
ジンルーム内に搭載されている点火コイル60のコイル
温度は低く、冷却水温が高いときにはコイル温度は高い
と推測されるが、実際の冷却水温は周囲温度によっても
変化するものである。 【0025】このため、図6に示すステップS201
で、水温センサ12からの冷却水温THWと吸気温センサ
13からの吸気温THAとの差分がA℃(例えば、10
℃)以上であるかが判定される。ステップS201の判
定条件が成立しないときには、点火コイル60のコイル
温度は低いとして、ステップS202に移行し、暖機前
用マップが選択され、本ルーチンを終了する。一方、ス
テップS201の判定条件が成立するときには、点火コ
イル60のコイル温度は高いとして、ステップS203
に移行し、暖機後用マップが選択され、本ルーチンを終
了する。 【0026】上述の処理におけるマップ選択では、図7
に示すように、バッテリ電圧VB 〔V〕をパラメータと
する機関回転数Ne 〔rpm〕と通電時間TON〔ms〕
との関係を示す特性が暖機前後で補正され、その補正さ
れた暖機前用マップまたは暖機後用マップが選択され
る。 【0027】これにより、点火コイル60に温度センサ
を配設することなく、コイル温度を推定し、通電時間を
切替えることで、コイル遮断電流はコイル温度が変化し
てもほぼ一定に保持されることとなる。したがって、本
実施例によれば、コイル遮断電流がコイル高温時に最適
となるように設定されているものに比べて、点火コイル
60及び点火出力トランジスタTr1を長寿命とすること
ができる。また、本実施例によれば、コイル遮断電流が
コイル低温時に最適となるように設定されているものに
比べて、コイル高温時の点火性能低下を防止することが
できる。更に、本実施例によれば、コイル低温時に無駄
な通電がなくなるため、電気負荷が軽減、即ち、内燃機
関の負荷が軽減されることで燃費の向上及び排気ガス放
出量の減少が期待できる。 【0028】このように、本実施例の内燃機関用制御装
置は、内燃機関の各気筒毎に配設された点火プラグに点
火エネルギを供給する点火コイル60と、前記内燃機関
の運転状態に応じて遷移する各種制御情報を入力する波
形整形回路30及び入力回路40からなる情報入力回路
と、点火コイル60の温度が高温時及び低温時に対応し
前記内燃機関の運転状態と点火コイル60の通電時間T
ONとの関係を表す複数のマップを有し、前記情報入力回
路からの各種制御情報に応じて前記マップを選択し点火
コイル60への通電時間TONを算出するMCU20にて
達成される通電時間演算手段と、前記通電時間演算手段
で算出された点火コイル60への通電時間TONに基づき
点火コイル60に点火信号を出力する点火出力回路50
からなる点火制御回路とを具備するものであり、これを
請求項1の実施例とすることができる。 【0029】したがって、情報入力回路で内燃機関の運
転状態に応じて遷移する各種制御情報が入力され、その
入力された各種制御情報に応じ、点火コイルのコイル温
度が高温時及び低温時に対応して内燃機関の運転状態と
点火コイルの通電時間との関係を表す複数のマップを有
する通電時間演算手段で、マップが選択され点火コイル
への通電時間が算出され、その点火コイルへの通電時間
に基づき点火制御回路から点火コイルに点火信号が出力
される。 【0030】このように、点火コイルの通電時間が内燃
機関の運転状態に加えて、その点火コイルの温度に対応
した複数のマップにて設定されている。このため、各種
センサ情報に応じてマップが選択されることで、点火コ
イルに対する通電時間が適切に制御される。これによ
り、点火コイルの温度変化による点火性能の低下を防止
しつつ点火コイルや点火出力トランジスタ等の長寿命化
を図ることができる。 【0031】また、本実施例の内燃機関用制御装置は、
MCU20にて達成される通電時間演算手段は、点火コ
イル60の温度を、吸気温、外気温、冷却水温のうち1
つ以上の制御情報に基づいて算出するものであり、これ
を請求項2の実施例とすることができる。 【0032】したがって、通電時間演算手段では、点火
コイルの温度が、吸気温、外気温、冷却水温のうち1つ
以上の制御情報に基づいて算出される。このように、点
火コイルに対する通電時間をその点火コイルの温度に対
応させて制御する際に、既設の温度センサからの出力信
号を用いることができる。このため、点火コイルの通電
時間制御において、新たな温度センサ等を必要としない
ことに加えて、抵抗やトランジスタ等の電流制御素子も
増設する必要がない。 【0033】ところで、上記実施例では、水温センサと
吸気温センサとの差分に基づき点火コイルの通電時間の
マップを切替えていたが、本発明を実施する場合には、
これに限定されるものではなく、水温センサ単独におけ
る冷却水温THWの絶対値によるマップの選択(例えば、
冷却水温THW≧x℃で暖機後用マップを選択、これ以外
では暖機前用マップを選択)も可能である。同様に、吸
気温センサ単独における吸気温THAの絶対値によるマッ
プの選択(例えば、吸気温THA≧y℃で暖機後用マップ
を選択、これ以外では暖機前用マップを選択)も可能で
ある。 【0034】更に、水温センサ及び吸気温センサからの
各絶対値によるマップ選択において、いずれか一方また
は両方の条件を満足するときに暖機後用マップを選択、
これ以外では暖機前用マップを選択することも可能であ
る。 【0035】そして、上記実施例のコイル温度の推定で
は、水温センサ、吸気温センサを用いているが、本発明
を実施する場合には、これに限定されるものではなく、
エアコンの外気温センサ等も利用することもできる。 【0036】 【発明の効果】以上説明したように、請求項1の内燃機
関用制御装置によれば、情報入力回路で内燃機関の運転
状態に応じて遷移する各種制御情報が入力され、その入
力された各種制御情報に応じ、点火コイルのコイル温度
が高温時及び低温時に対応して内燃機関の運転状態と点
火コイルの通電時間との関係を表す複数のマップを有す
る通電時間演算手段で、冷却水温と吸気温との差分が所
定温度以上か否かに基づいて、暖機前用マップまたは暖
機後用マップが選択され点火コイルへの通電時間が算出
され、その点火コイルへの通電時間に基づき点火制御回
路から点火コイルに点火信号が出力される。このよう
に、点火コイルの通電時間が内燃機関の運転状態に加え
て、その点火コイルの温度に対応した複数のマップにて
設定されている。このため、各種センサ情報に応じて
機前用マップまたは暖機後用マップを選択することで、
点火コイルに対する通電時間を適切に制御することがで
きる。 【0037】
【図面の簡単な説明】 【図1】 図1は本発明の一実施例にかかる内燃機関用
制御装置の回路構成を示すブロック図である。 【図2】 図2は本発明の一実施例にかかる内燃機関用
制御装置における通電時間とコイル遮断電流との関係を
示す特性図である。 【図3】 図3は本発明の一実施例にかかる内燃機関用
制御装置で用いられる機関回転数と通電時間との関係を
バッテリ電圧をパラメータとして示す特性図である。 【図4】 図4は本発明の一実施例にかかる内燃機関用
制御装置で用いられる機関回転数とバッテリ電圧とに基
づいて設定される通電時間を示す特性図である。 【図5】 図5は本発明の一実施例にかかる内燃機関用
制御装置で使用されているMCUの点火制御の処理手順
を示すフローチャートである。 【図6】 図6は本発明の一実施例にかかる内燃機関用
制御装置で使用されているMCUのマップ選択の処理手
順を示すフローチャートである。 【図7】 図7は本発明の一実施例にかかる内燃機関用
制御装置で用いられる機関回転数と通電時間との関係を
バッテリ電圧をパラメータとして暖機前後で示すマップ
である。 【符号の説明】 20 MCU 60 点火コイル 100 ECU
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−57873(JP,A) 実開 平4−95668(JP,U) 実開 平3−116771(JP,U) 実開 平4−32240(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02P 3/045 F02D 45/00

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 内燃機関の各気筒毎に配設された点火プ
    ラグに点火エネルギを供給する点火コイルと、 前記内燃機関の運転状態に応じて遷移する各種制御情報
    を入力する情報入力回路と、 前記点火コイルの温度が高温時及び低温時に対応し前記
    内燃機関の運転状態と前記点火コイルの通電時間との関
    係を表す複数のマップを有し、前記情報入力回路からの
    各種制御情報に応じて前記マップを選択し、前記点火コ
    イルへの通電時間を算出する通電時間演算手段と、 前記通電時間演算手段で算出された前記点火コイルへの
    通電時間に基づき前記点火コイルに点火信号を出力する
    点火制御回路とを具備し、 前記通電時間演算手段は、冷却水温と吸気温との差分が
    所定温度以上か否かに基づいて、暖機前用マップまたは
    暖機後用マップを選択 することを特徴とする内燃機関用
    制御装置。
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