JP4375685B2

JP4375685B2 - エンジン制御装置

Info

Publication number: JP4375685B2
Application number: JP17122698A
Authority: JP
Inventors: 健志今野; 司雄佐藤
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1997-07-23
Filing date: 1998-06-18
Publication date: 2009-12-02
Anticipated expiration: 2018-06-18
Also published as: EP0893591A3; ES2229424T3; TW413714B; JPH1193760A; DE69826077T2; DE69826077D1; KR100285256B1; KR19990014125A; EP0893591B1; EP0893591A2; CN1267788A; CN1199008C; ID20621A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、主に自動二輪車等のガソリンエンジンにおいて高速回転時でもエンジンの回転変動に影響を受けずに正確な火花点火時期および／または燃料噴射時期の制御を行うエンジン制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のエンジン制御装置は、エンジンを電子制御する場合、エンジン運転状態の変化に制御の演算時間が間に合わなくなる場合が想定されている。
このための解決手法として、例えば演算時間が間に合わなくなった場合に火花点火時期や燃料噴射量を固定値とするものや、演算自体を隔回転周期で行うものである。（例えば特公平２−４８７３１号）
【０００３】
図１０に従来のエンジン制御装置の要部ブロック構成図を示す。
図１０において、従来のエンジン制御装置は、センサ５１、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）５５から構成されている。
図９（ａ）に、図１０に示すエンジン制御装置の火花点火時期制御タイミングチャートを示す。
【０００４】
エンジン制御ユニット５５は、マイクロコンピュータを含む公知の制御ユニットの一例である。
クランク軸と連結されているロータ５２に設けたリラクタ５３とパルサコイル５４によって間欠的に発生するパルサ信号ＳＬをエンジン制御ユニット５５に供給する。
また、負荷センサ等の各種センサからの信号をエンジン制御ユニット５５に供給する。
【０００５】
エンジン制御ユニット５５は、間欠的に発生するパルサ信号からその周期ＣＲを演算し（図９（ａ）に於いてはＳＬ１とＳＬ３との時間間隔を演算）、該周期ＣＲからエンジンの回転速度Ｎｅを演算して求める。
そして回転速度Ｎｅから点火時期テーブルを検索して点火時期を求める。
エンジン制御ユニット５５が燃料噴射制御も行うものであれば、回転速度Ｎｅとエンジン負荷センサ信号とから燃料噴射マップを検索して燃料噴射量を求める。
【０００６】
求められた点火時期の値は、クランク回転の基準位置に対しての回転角（クランク上死点何度前であるとの値：ＢＴＤＣ）であるから、これを周期ＣＲに対する時間に変換する演算を行って点火時刻Ｔｉｇを求める。
そして、パルサ信号ＳＬ５の到達を基準にカウント開始している点火カウンタのカウント値がＴｉｇになったら、イグニッションコイルに信号を出力して火花点火を行う。
【０００７】
以上述べた従来技術では、テーブルやマップの検索や点火時刻の演算に時間がかかる。
特に点火時期を点火時刻に変換する演算は、割り算（ＣＲ＝１／Ｎ）であるため演算時間が長くなる。
更にパラメータの変化によって演算時間が異なるものであり一定ではない。
従って、求められた点火時刻Ｔｉｇに対して点火時刻Ｔｉｇを算出する為の演算完了が間に合わない場合が発生しうる。
【０００８】
また、アイドリング等の低回転運転時には一回転中にも回転変動が生じているから、パルサ信号ＳＬ５が来てから点火時刻Ｔｉｇに至るまでのクランク回転速度も一定ではない。
従って、点火時刻Ｔｉｇが大きな値である場合には演算完了が間に合っても、回転変動によって実際に点火するタイミングとエンジンの最適点火タイミングとの間にズレが生じてしまう場合がある。
このズレはエンジンの気筒数が少ない程大きなものとなりがちである。
【０００９】
図９（ｂ）は、図９（ａ）とは別の先行技術であり、図９（ａ）に対して次の点が異なる。
即ち、図９（ａ）では周期ＣＲ２に基づいた演算を周期ＣＲ３中に行い、周期ＣＲ３の開始と同時にカウントを開始したカウント値と前記演算結果とで点火動作を行うが、図９（ｂ）の場合では周期ＣＲ２中に行った演算結果によってＣＲ２の次周期のＣＲ３の開始と同時にカウントを開始したカウンタ値にて点火動作を行う。
【００１０】
図９の（ｂ）では、求められた点火時刻Ｔｉｇに演算完了が間に合わない点が解決されるが、演算が基礎とする回転周期は図９（ａ）の場合に対し一回転前の周期のものとなるため、クランクシャフトの回転変動が大きい場合には実際に点火するタイミングと点火を行う時点での最適点火タイミングとの間にズレが生じ、正確な点火動作を得られない場合がある。
また、この先行技術の図９の（ｂ）であっても、エンジン一回転中の回転変動に起因するズレは解決できない。
【００１１】
以上図９（ａ）（ｂ）では、点火制御で説明したが、燃料噴射の場合も類似のものであり、入力に必要な各種センサの数が異なったりすること（例えば水温センサや吸気圧センサ等を付加するなど）によって、マップ検索やその補正演算が複雑で全演算時間が長くかかることによる課題は同様である。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
マップ検索は、回転数（Ｎ）と各種のセンサ信号量とに対応した燃料噴射データを検索するものであり、各種センサからの信号量とクランクシャフト（エンジン）回転数（Ｎ）に対応する特性値として時間の形でＲＯＭ等の記憶素子に該データを予め記憶させてあるものである。
例えば、回転数とスロットル角に対する燃料噴射量データを検索し、燃料噴射量を得る。
【００１３】
テーブルの検索は、回転数（Ｎ）に対応した点火時期データを検索するものであり、クランクシャフト（エンジン）回転数（Ｎ）に対応する特性値として角度の形でＲＯＭ等の記憶素子に該データを予め記憶させてあるものである。
例えば、回転数に対するＢＴＤＣデータを検索し、点火時期を得る。
【００１４】
ここで、テーブル検索演算やマップ検索演算は、演算処理時間が一定でなく、かつ比較的長い時間を要する。
また、マップ検索からの燃料噴射データは各種センサからの信号量と回転数に対応する燃料噴射量値であり、テーブル検索からの進角データは回転数に対するＢＴＤＣの角度値である。
しかし、実際の点火作動時に基本となるのは、パルサ信号ＳＬ５が来てからの経過時間のタイミングである。
従って、ここで角度から時間値への変換を行う必要が生じ、この変換が割り算（ＣＲ＝１／Ｎ）であるために演算時間が長くなる。
更にパラメータの変化により演算時間が異なるものであり、一定ではない。
【００１５】
上記のような事情に鑑み、本願発明は高回転時でも所定の時間内で演算処理を行い、かつ最新の回転周期とのズレを少なくしたエンジン制御装置を提供することを課題とする。
【００１６】
また、本願発明は、回転変動の影響によって回転周期を演算している間に実際のエンジンのクランク角と点火カウンタ値とに生じてしまうズレを少なくしたエンジン制御装置を提供することを課題とする。
【００１７】
さらに車両、特に自動二輪車等に用いられるマイクロコンピュータは、現状ではコスト面の都合から４〜８ビット程度の安価な物を採用したい場合があるが、複雑な制御プログラムの場合には、その全演算を短時間で行うには処理能力が足らず、また演算のクロックも遅いため、マイクロコンピュータを高性能で高価なものにせざるを得ない場合がある。
【００１８】
従って複雑な制御を単純な構成で実現可能とした、高性能でありながら安価なエンジン制御装置を提供することを課題とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため請求項１に係るエンジン制御装置は、クランクシャフトに連動して回転するロータにリラクタを設け、該リラクタに対応して設けたパルサコイルが発生するパルサ信号に基づいて火花点火時刻および／または燃料噴射時刻を制御するエンジン制御装置であり、パルサ信号をカウントする計数手段と、パルサ信号の回転周期と入力信号を基にテーブル検索および／またはマップ検索とを行い、火花点火角度および／または燃料噴射量を検索し、検索した値から火花点火データ（IGT）および／または燃料噴射データ（IJT）の演算を行う検索演算手段と、回転周期とデータ（IGT／IJT）の値に基づいて、パルサ信号からの火花点火の実行時刻（Tig）および／または燃料噴射の実行時刻（Tij）を演算する作動タイミング演算手段とを備えたものにおいて、検索演算手段の演算と、作動タイミング演算手段の演算とを分け、作動タイミング演算手段の演算は、パルサ信号直前の回転の回転周期を用いて行い、検索演算手段の演算は、その直前の回転より１回転前の回転周期を用いて行うようにしたことを特徴とする。
【００２０】
請求項１に係るエンジン制御装置は、検索演算手段の演算と、作動タイミング演算手段の演算とを分け、作動タイミング演算手段の演算は直前の回転の回転周期を用いて行い、検索演算手段の演算はその直前の回転より１回転前の回転周期を用いて行うようにしたので、エンジンの回転変動やテーブル検索値および／またはマップ検索値の変化に伴う演算時間の変動に左右されずに、最新のセンサ信号に基づく回転周期で演算した火花点火時刻および／または燃料噴射時刻を得ることが出来る。
【００２１】
また、請求項２に係るエンジン制御装置は、回転周期に対しリラクタの周長を、Ｎを自然数とした１／２^Nの比率とすることを特徴とする。
【００２２】
請求項２に係るエンジン制御装置は、回転周期に対しリラクタの周長を、Ｎを自然数とした１／２^N の比率としたので、回転数等を時間関数に変換する時に、通常の割り算（ＣＲ＝１／Ｎ）を行わず、単純なシフト演算をすることが出来る。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
なお、この発明は、テーブル検索および／またはマップ検索と、これら検索値に基づいて１回転周期前に行う火花点火時刻および／または燃料噴射時刻の演算と、この演算結果と最新の回転周期に基づいて行う最新の火花点火時刻および／または燃料噴射時刻の演算とを２分割にし、エンジンの回転変動やテーブル検索値および／またはマップ検索値の変化に伴う演算時間の変動に影響されずに、火花点火時刻および／または燃料噴射時刻を得ることができるので正確な制御ができ、単純な構成で低価格化が図れるエンジン制御装置を提供するものである。
また、本実施の形態は、火花点火時刻および／または燃料噴射時刻に適用することができる。
【００２６】
図１は請求項１に係るエンジン制御装置の要部ブロック図である。
エンジン制御装置１は、エンジン回転センサ、スロットル角センサ、吸気菅負圧（ＰＢ）センサ、水温センサ等の各種センサと、記憶素子と、マイクロコンピュータとから構成する。
図１において、エンジン制御装置１は、センサ２と、計数手段３、検索演算手段４、作動タイミング手段５で構成する。
なお、ここでは、火花点火時期の制御について説明する。
【００２７】
センサ２は、リラクタンスの変化を利用した電磁ピックアップ方式を用いたものでクランクシャフトに付随するフライホイールの一部に周長を４５゜にしたリラクタを備え、これに非接触に対向したパルサコイルから構成される。
【００２８】
また、センサ２は、回転するリラクタの侵入時に発生する開始カウンタ信号ＳＬ１（奇数番号）と、リラクタの退去時に発生する終了カウンタ信号ＳＬ２（偶数番号）とからなるパルサ信号ＳＬ（これら開始カウンタ信号と終了カウンタ信号をまとめてパルサ信号と称する）を計数手段３、検索演算手段４および作動タイミング手段５に供給する。
なお、センサは図示しない波形整形回路を用いて矩形波のパルス信号を発生する。
【００２９】
計数手段３は、水晶発信器、波形整形回路、クロック発信回路、カウンタ回路、極性分別回路等で構成し、センサ２からのパルサ信号ＳＬをカウントし、パルサ信号ＳＬに対応した２カウント遅れのコマンド信号Ｓｃを検索演算手段４に供給する。
なお、パルサ信号ＳＬは極性分別回路によって分別した開始カウンタ信号ＳＬ１（奇数番号）もしくは終了カウンタ信号ＳＬ２（偶数番号）のどちらでも良く、一応以後、開始カウンタ信号ＳＬ１をパルサ信号ＳＬとして扱う。
【００３０】
検索演算手段４は、演算手段、検索手段、記憶／演算手段を備え、パルサ信号ＳＬよりエンジンの回転数（Ｎ）に対応する点火時期データをテーブルから検索する。
【００３１】
次に、テーブルからの検索値に基づいて火花点火時刻を演算し、計数手段３からのコマンド信号Ｓｃが来たら、演算結果の信号ＩＧＴを作動タイミング手段５に供給する。
【００３２】
作動タイミング手段５は、極性分別回路、演算回路、ＲＯＭ等のメモリを備え、センサ２からの最新のパルサ信号ＳＬ（開始カウンタ信号ＳＬ１（奇数））を供給されると、検索演算手段４からの信号ＩＧＴ（２回転周期前）と、１回転前の回転周期に基づいて演算し、火花点火時刻の信号Ｔｉｇを出力する。
【００３３】
また、作動タイミング手段５は、１回転前の回転周期に基づいて信号ＩＧＴ値等を演算する場合に、角度から時間値への変換を割り算（ＣＲ＝１／Ｎ）で行わずにシフト演算を行う。
【００３４】
ここで、シフト演算が出来る様に、予め割り算の分子係数を角度として記憶させて置き、１回転周期（３６０゜）で除算を行う。
このことは、２回転周期前で検索したデータ値に対して「１回転周期に対し何分の１で点火をする。」というものである。
なお、燃料噴射制御は火花点火制御と同一構成、同一作用なので説明を省略する。
【００３５】
図２は、この発明に係る検索演算手段４のブッロク構成図である。
なお、図２では燃料噴射制御について説明する。
検索演算手段４は、演算手段１１、検索手段１２、記憶／演算手段１３を備える。
【００３６】
演算手段１１は、カウンタ回路、極性分別回路、演算回路等で構成し、パルサ信号ＳＬ（開始カウンタ信号ＳＬ１）の間隔からクランクシャフト（エンジン）の周期を知る。
さらに、この周期からエンジンの回転数を演算し、回転周期と回転数の値を検索手段１２と記憶／演算手段１３に供給する。
【００３７】
検索手段１２は、スロットル角センサ、吸気管負圧（ＰＢ）センサ、水温センサ等の各種のセンサ量とエンジンの回転数とに対応する燃料噴射データをＲＯＭ等の記憶素子に事前にマップとして記憶させて置く。
例えば、エンジンの回転数とスロットル量とに対応した燃料噴射量の数値（３次元）としてＲＯＭ等の記憶素子に事前にマップとして記憶させて置く。
【００３８】
次に、検索手段１２は、スロットル角センサ、吸気管負圧（ＰＢ）センサ、水温センサ等の各種センサからの値を読み込み、これらの値が異常な値でないかチェックを行う。
【００３９】
さらに、検索手段１２は、パルサ信号ＳＬから得た回転数（Ｎ）とセンサ信号量とを基にマップ（３次元）検索し、マップ検索で得た燃料噴射量のＴｉ値を記憶／演算手段１３に供給する。
【００４０】
記憶／演算手段１３は、極性分別回路、カウンタ回路、マップ検索回路、ホールド回路等で構成し、検索手段１２からのマップ検索で得た燃料噴射量のＴｉ値を、回転数から回転周期に対応した時間関数に変換した値に基づいて燃料噴射量を演算し、数値をホールドして置き、計数手段３からのコマンド信号Ｓｃが来たら、演算結果の信号ＩＧＴを作動タイミング手段５に供給する。
【００４１】
このように、請求項１に係るエンジン制御装置は、検索演算手段の演算と、作動タイミング演算手段の演算とを分け、検索演算手段の演算を作動タイミング演算手段の演算よりも１回転周期前で行うので、エンジンの回転変動やテーブル検索値および／またはマップ検索値の変化に伴う演算時間の変動に左右されずに、最新のセンサ信号に基づく回転周期で演算した火花点火時刻および／または燃料噴射時刻を得ることが出来るのでエンジンの回転変動に影響されず正確な制御ができる。
【００４２】
図３は請求項２に係るエンジン制御装置の全体構成図である。
図３において、エンジン制御装置１０は、センサ２、計数手段３、検索演算手段４、作動タイミング手段５、切り替え手段６を備える。
なお、センサ２から検索演算手段４までは図１と同じ構成なので、説明は省略する。
また、燃料噴射制御は火花点火制御と類似構成、類似作用なので説明を省略する。
【００４３】
作動タイミング手段５は、極性分別回路、演算回路、ＲＯＭ等のメモリを備え、センサ２からの最新のパルサ信号ＳＬ（開始カウンタ信号ＳＬ１）を供給されると、クランクシャフト（エンジン）の回転数と検索演算手段４からの信号ＩＧＴとから、１回転前の回転周期に基づいて信号のＩＧＴ値等と演算し、直ちに点火時間を指示する火花点火時刻の信号Ｔｉｇｏを切り替え手段６に供給する。
【００４４】
切り替え手段６は、演算回路、極性分別回路、クロック回路、記憶素子等を備え、センサ２からの終了カウンタ信号ＳＬ２（偶数番号）が来るまでに、作動タイミング手段５で得た火花点火時刻の信号Ｔｉｇｏを出力できるときは、信号ＴｉｇｏをＴｉｇとして火花点火時刻を出力する。
【００４５】
また、火花点火時刻の信号Ｔｉｇｏを出力中に終了カウンタ信号ＳＬ２（偶数番号）が来た場合は、１回転前の回転周期を開始カウンタ信号ＳＬ１（奇数番号）から終了カウンタ信号ＳＬ２（偶数番号）までの周期時間に換えて演算し、火花点火時刻の出力信号Ｔｉｇを出力する。
【００４６】
上記切替えを行う理由は、下記のためである。
開始カウンタ信号ＳＬ１（奇数番号）が来て直ちに点火が出来る点火時間ならば回転変動による誤差分が小さい。
しかし、点火時間が長いと誤差分が大きくなってしまう。
【００４７】
そのため、点火時間が長い場合（例えばエンジンの回転数が低い時等）に、終了カウンタ信号ＳＬ２（偶数番号）が来たならば、１回転前の回転周期に基づいて行っていた演算を、最新の開始カウンタ信号ＳＬ１（奇数番号）から終了カウンタ信号ＳＬ２（偶数番号）までの時間に基づいて行う演算に切り替える。
【００４８】
さらに、このことは、１回転周期に対応する角度（３６０゜）を開始カウンタ信号ＳＬ１から終了カウンタ信号ＳＬ２までの角度（４５゜）に切り替えて演算をすることある。（リラクタの周長を４５゜にしたので、回転周期に対しリラクタの周長は、１／２³ の比率となる。）
【００４９】
図４は、この発明に係る火花点火時期制御と燃料噴射時期制御のタイミングチャート図である。
【００５０】
図４において、負極性のパルサ信号は回転するリラクタの侵入時（リラクタとパルサコイルとが出会った時）に発生する開始カウンタ信号ＳＬ３，ＳＬ５（奇数番号）、また、正極性のパルサ信号はリラクタの退去時（リラクタとパルサコイルとが離れた時）に発生する終了カウンタ信号ＳＬ４，ＳＬ６（偶数番号）である。
なお、最新の開始カウンタ信号をＳＬ５として説明する。
【００５１】
開始カウンタ信号ＳＬ３（奇数番号）と終了カウンタ信号ＳＬ４（偶数番号）の間隔が周長を４５゜に設定したリラクタに対応する。（リラクタの周長を４５゜にしたので、回転周期に対しリラクタの周長は、１／２³ の比率となる。）
【００５２】
また、１回転前の開始カウンタ信号ＳＬ３と最新の開始カウンタ信号ＳＬ５の間隔、もしくは１回転の終了カウンタ信号ＳＬ４と最新の終了カウンタ信号ＳＬ６の間隔はクランクシャフトの周期（一回転）ＣＲである。（１回転周期＝３６０゜これは一定）
ただし、時間の単位系としての回転周期は、例えば（ＳＬ５−ＳＬ３）や（ＳＬ６−ＳＬ４）で、回転数により変化している。
【００５３】
１回転前の開始カウンタ信号ＳＬ３が来ると、まず、２回転前の周期ＣＲ１からクランクシャフトの回転数（Ｎ）を演算する。
【００５４】
次に、今回の火花点火時期を算出するために、この回転数（Ｎ）よりクランク角の最適値（ＢＴＤＣ）をテーブルから検索する。
さらに、この進角値を時間関数に演算（ＣＲ１＝１／Ｎ）する。
なお、ここでの回転周期は、（ＳＬ３−ＳＬ１）の時間である。
【００５５】
また、燃料噴射量を算出するために、この時スロットル角センサ、吸気菅負圧（ＰＢ）センサ、水温センサ等の各種のセンサからの値を読み込むとともに、これらの値が異常な値でないかチェックを行う。
さらに、この回転数とセンサの値（例えば、ＴＨ＝スロットル量）とから燃料噴射量をマップから検索する。
同様に、この燃料噴射量の値を噴射弁の開弁時間に演算する。
また、ここでの回転周期は、（ＳＬ３−ＳＬ１）の時間である。
【００５６】
先のテーブル検索値から最終の火花点火データを算出し、信号ＩＧＴとしておく。
また、先のマップ検索値とから最終の燃料噴射データを算出し、信号ＩＪＴとしておく。
【００５７】
なお、信号ＩＧＴ算出のためのテーブル検索および信号ＩＪＴ算出のためのマップの検索は、図に示すように、前回の火花点火時刻Ｔｉｇ１(n-1)の演算および前回の燃料噴射時刻Ｔｉｊ１(n-1)の演算が実行された後のパルサ信号動作時間（ＳＬ４−ＳＬ３）内のタイミングＡ(n)で実行するか、または終了カウンタ信号ＳＬ４発生後の、前回の火花点火時刻Ｔｉｇ２(n-1)および前回の燃料噴射時刻Ｔｉｊ２(n-1)の演算が実行された後の１回転前の周期ＣＲ２内のタイミングＢ(n)で実行する。
【００５８】
また、テーブル検索およびマップ検索のタイミングＡ(n)，Ｂ(n)は、タイミングＡ(n)のみで実行してもよく、タイミングＢ(n)のみで実行してもよく、タイミングＡ(n)およびタイミングＢ(n)の双方で実行してもよい。
【００５９】
次に、最新の開始カウンタ信号ＳＬ５が来ると、２回転前の回転周期（ＳＬ３−ＳＬ１）を基に１回転前の周期ＣＲ２の間に検索、演算をした火花点火データの信号ＩＧＴと１回転前の回転周期（ＳＬ５−ＳＬ３）の角度を基に最新の火花点火時刻Ｔｉｇを演算する。
【００６０】
同様に、最新の開始カウンタ信号ＳＬ５が来ると、２回転前の回転周期（ＳＬ３−ＳＬ１）を基に１回転前の周期ＣＲ２の間に検索、演算をした燃料噴射データの信号ＩＪＴと１回転前の回転周期（ＳＬ５−ＳＬ３）の角度を基に最新の燃料噴射時刻Ｔｉｊを演算する。
【００６１】
次に、火花点火時刻の演算式を数１で示す。
なお、ここでは、便宜上火花点火時刻をＴｉｇ１と記する。
【００６２】
【数１】
Ｔｉｇ１＝ＣＲ２×ＩＧＴ×（９０゜／３６０゜）−Ｔｉｇ演算時間
【００６３】
ここで、上記数１の演算式の説明をする。
ＣＲ２は、最新の回転周期（ＳＬ５−ＳＬ３）である。
ＩＧＴは、２回転前の回転周期（ＳＬ３−ＳＬ１）を基に１回転前の周期ＣＲ２の間で検索および演算結果の（火花点火時間）信号である。
Ｔｉｇ演算時間は、この演算にかかった時間である。
【００６４】
また、（９０゜／３６０゜）は、ＢＴＤＣの角度は１回転周期に対する時間関数であるので割り算（比率）を行う事と同等なので、シフト演算が出来る様に予め割り算の分子係数を９０゜として記憶させて置く。
しかし、実際の演算時には、演算式、数２の様にシフト演算が出来る。
【００６５】
【数２】
Ｔｉｇ１＝ＣＲ２×ＩＧＴ×（１／２²）−Ｔｉｇ演算時間
【００６６】
また、上記の火花点火時刻をＴｉｇ１を出力中に終了カウンタ信号ＳＬ６が来てしまったならば、最新の回転周期（ＳＬ５−ＳＬ３）を開始カウンタ信号ＳＬ５から終了カウンタ信号ＳＬ６までの周期時間に換えて演算し、出力信号Ｔｉｇを火花点火時刻の信号として出力する。
【００６７】
なお、このことは、１回転周期に対応する角度（３６０゜）を開始カウンタ信号ＳＬ５から終了カウンタ信号ＳＬ６までの角度（４５゜）に切り換えて演算する事である。（リラクタの周長を４５゜にしたので、回転周期に対しリラクタの周長は、１／２³ の比率となる。）
【００６８】
この時の演算式を数３で示す。
なお、ここでは、便宜上火花点火時刻をＴｉｇ２と記する。
【００６９】
【数３】
Ｔｉｇ２＝ＤＴ×ＩＧＴ×（９０゜／４５゜）−ＤＴ−Ｔｉｇ演算時間
【００７０】
ここで、上記数３の演算式の説明をする。
ＤＴは、最新のパルサ信号動作時間（ＳＬ６−ＳＬ５）である。
ＩＧＴは、２回転前の回転周期（ＳＬ３−ＳＬ１）を基に１回転前の周期ＣＲ２の間で検索および演算結果の（火花点火時間）データである。
Ｔｉｇ演算時間は、この演算にかかった時間である。
【００７１】
また、（９０゜／４５゜）は、ＢＴＤＣの角度は１回転周期に対する時間関数であるので割り算（比率）を行う事と同等なので、シフト演算ができるように予め割り算の分子係数を９０゜として記憶させて置く。
同様に実際の演算時には、演算式、数４の様にシフト演算が出来る。
【００７２】
【数４】
Ｔｉｇ２＝ＤＴ×ＩＧＴ×（２1)−ＤＴ−Ｔｉｇ演算時間
【００７３】
また、燃料噴射時刻の演算式は、上記の火花点火時刻の演算式と同じであるため演算式を省略するが、演算式上での火花点火時刻と燃料噴射量との対応は、下記に示す通りである。
ＩＧＴをＩＪＴ、ＴｉｇをＴｉｊ、Ｔｉｇ１をＴｉｊ１およびＴｉｇ２をＴｉｊ２とし、数４に代入することで燃料噴射時刻を算出することができる。
【００７４】
このように、請求項１と請求項２に係るエンジン制御装置は、検索演算手段の演算と、作動タイミング演算手段の演算とを分け、検索演算手段の演算を作動タイミング演算手段の演算よりも１回転周期前で行い、回転周期に対しリラクタの周長を、Ｎを自然数とした１／２^N の比率としたので、エンジンの回転変動やテーブル検索値とマップ検索値の変化に伴う演算時間の変動に左右されず、さらにまた、火花点火時刻および／または燃料噴射時刻を出力中に、エンジンの回転変動が起きても時間関数の変換をシフト演算することで、素速く切り換えられ、最新のセンサ信号に基づいた、火花点火時刻および／または燃料噴射時刻を得ることが出来るので、正確かつ最適な火花点火時刻および／または燃料噴射時刻の制御ができる。
【００７５】
図５〜図８はこの発明に係るエンジン制御装置の制御方法のフロー図である。
図５はメインのフロー図、図６はテーブル／マップ検索処理のフロー図、図７は奇数パルス信号処理のフロー図、図８は偶数パルス信号処理のフロー図である。
【００７６】
なお、図６のテーブル／マップ検索処理が請求項３に記載のパルサ信号を入力する過程から火花点火時刻および／または燃料噴射時刻を出力する過程までの処理を行うものにおいて、この処理が入力信号の値に応じて所要時間が可変ものであり、図７および図８の演算処理が入力信号の値に拘らず所要時間が一定となる処理に対応する。
【００７７】
図５のメインのフロー図において、電源投入後、初期化した後にクランク回転が発生すると、パルスが複数入力され、ステップＳ１でステージ確定の確認判断を行い、ステージ確定の場合にはステップＳ２に移行し、ステージ確定ができない場合にはステップＳ７のＥＸＩＴによりメインフローを抜ける。
【００７８】
ステップＳ２ではパルスが奇数パルスか否かの判断を行い、奇数パルスの場合にはステップＳ３に移行して奇数パルス信号処理を行う。
一方、奇数パルスでない場合にはステップＳ４に移行する。
なお、ステップＳ３の奇数パルス信号処理の詳細は図７で説明する。
【００７９】
ステップＳ４ではパルスが偶数パルスか否かの判断を行い、偶数パルスの場合にはステップＳ５に移行して偶数パルス信号処理を行う。
一方、偶数パルスでない場合にはステップＳ７のＥＸＩＴによりメインフローを抜ける。
なお、ステップＳ５の偶数パルス信号処理の詳細は図８で説明する。
【００８０】
ステップＳ５の偶数パルス信号処理後、ステップＳ６では周期ＣＲ(n)に基づくテーブル／マップ検索処理を行う。
なお、ステップ６のテーブル／マップ検索処理の詳細は図６で説明する。
ステップＳ６終了後はステップＳ７のＥＸＩＴによりメインフローを抜ける。
【００８１】
図６のテーブル／マップ検索処理フロー図において、ステップＳ１１で周期ＣＲ(n)およびセンサ値とから火花点火データＩＧＴ(n+1)を検索し、続いてステップＳ１２では、周期ＣＲ(n)およびセンサ値とから燃料噴射データＩＪＴ(n+1)を検索して図５のステップＳ６に戻る。
【００８２】
図７の奇数パルス信号処理のフロー図において、ステップＳ２１では周期ＣＲ(n)の演算を実行し、ステップＳ２２では火花点火データＩＧＴ(n)と周期ＣＲ(n)とから点火時刻Ｔｉｇ(n)を算出する。
【００８３】
ステップＳ２３では算出された点火時刻Ｔｉｇ(n)を点火カウンタにセットしてステップＳ２４に移行する。
なお、ステップＳ２３でセットされたカウンタは、セット値を時間経過と伴にダウンカウントしてゆき、０になった時点で点火処理を行う。
【００８４】
ステップＳ２４は燃料噴射データＩＪＴ(n)と周期ＣＲ(n)とから燃料噴射時刻Ｔｉｊ(n)を算出する。
【００８５】
続いて、ステップＳ２５では算出された燃料噴射時刻Ｔｉｊ(n)を燃料噴射カウンタにセットする。
なお、ステップＳ２５でセットされたカウンタは、セット値を時間経過と伴にカウントダウンしてゆき、０になった時点で燃料噴射を行う。
【００８６】
図８の偶数パルス演算処理のフロー図において、ステップＳ３１ではパルサ動作時間ＤＴの演算を実行し、ステップＳ３２では周期ＣＲ(n)での点火処理が既に終了しているか否かの判定を行い、既に終了している場合にはステップＳ３５に移行し、終了していない場合にはステップＳ３３に移行する。
【００８７】
ステップＳ３３では、火花点火データＩＧＴ(n)とパルサ動作時間ＤＴ(n)とから点火時刻Ｔｉｇ(n)を算出する。
ステップＳ３４では、算出した点火時刻Ｔｉｇ(n)を点火カウンタにセットする。
【００８８】
ステップＳ３５では周期ＣＲ(n)での燃料噴射処理が既に終了しているか否かの判定を行い、既に終了している場合にはメインに戻り、終了してない場合にはステップＳ３６で燃料噴射データＩＪＴ(n)とパルサ動作時間ＤＴ(n)とから噴射時刻Ｔｉｊ(n)を算出する。
【００８９】
続いて、ステップＳ３７では算出された噴射時刻Ｔｉｊ(n)を燃料噴射カウンタにセットした後、メインに戻る。
【００９０】
なお、図７および図８のフローで説明した演算処理は、シフト演算で行うことにより一定の時間となるため、演算に用いる周期ＣＲは演算直前の周期とする。
【００９１】
一方、火花点火データＩＧＴおよび燃料噴射データＩＪＴのテーブル／マップ検索に要する処理時間は検索時点により異なるため、テーブル／マップ検索に用いる周期は、点火時刻Ｔｉｇ(n)および噴射時刻Ｔｉｊ(n)に用いる周期ＣＲよりも一周期前の周期に基づいて行う。
【００９２】
【発明の効果】
以上のように、この発明に係るエンジン制御装置は、検索演算手段の演算と、作動タイミング演算手段の演算とを分け、検索演算手段の演算を作動タイミング演算手段の演算よりも１回転周期前で行うので、エンジンの回転変動やテーブル検索値とマップ検索値の変化に伴う演算時間の変動に左右されずに、最新のセンサ信号に基づく回転周期で演算した火花点火時刻および／または燃料噴射時刻を得ることが出来るので、精度の高い火花点火時刻および／または燃料噴射時刻の演算が得られ、低コストで正確かつ最適な制御ができる。
【００９３】
また、この発明に係るエンジン制御装置は、回転周期に対しリラクタの周長を、Ｎを自然数とした１／２^N の比率としたので、回転数等を時間関数に変換する時に、割り算（ＣＲ＝１／Ｎ）を行わず、シフト演算ができるので、一層細かな制御によってエンジンの回転変動に影響されずに精度の高い火花点火時刻および／または燃料噴射時刻の演算が得られので、高速時のエンジン回転が高い場合でも、アイドリング時の様な回転変動の大きい時においても、演算処理時間がクランクシャフト（エンジン）の回転変動に追従でき、正確かつ最適な火花点火時刻および／または燃料噴射時刻の制御ができる。
【００９４】
よって、演算を異なる回転周期に２分割することにより、エンジン負荷やクランクシャフト（エンジン）の回転数の変動に対して、容量の小さなマイコンでも演算時間がクランクシャフト（エンジン）の回転に追従でき、単純な構成で低価格化が図れ、正確な火花点火時刻および／または燃料噴射時刻の制御ができるエンジン制御装置およびその制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るエンジン制御装置の全体構成図
【図２】この発明に係るエンジン制御装置の検索演算手段のブッロク構成図
【図３】請求項２に係るエンジン制御装置の全体構成図
【図４】請求項１および請求項２に係る火花点火時期制御と燃料噴射時期制御のタイミングチャート図
【図５】この発明に係るエンジン制御装置の制御方法のフロー図
【図６】この発明に係るエンジン制御装置の制御方法のフロー図
【図７】この発明に係るエンジン制御装置の制御方法のフロー図
【図８】この発明に係るエンジン制御装置の制御方法のフロー図
【図９】従来の火花点火時期制御のタイミングチャート図
【図１０】従来のエンジン制御装置
【符号の説明】
１，１０…エンジン制御装置、２，５１…センサ、３…計数手段、４…検索演算手段、５…作動タイミング手段、６…切り替え手段、１１…演算手段、１２…検索手段、１３…記憶／演算手段、５２…フライホイール（ロータ）、５３…リラクタ、５４…パルサコイル、５５…エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）、ＣＲ１，ＣＲ２…クランクシャフトの周期（一回転）、ＤＴ…パルサ信号動作時間、ＩＧＴ…火花点火データ、ＩＪＴ…燃料噴射データ、ＳＬ…パルサ信号、ＳＬ１，ＳＬ３，ＳＬ５…開始カウンタ信号、ＳＬ２，ＳＬ４，ＳＬ６…終了カウンタ信号、Ｔｉｇ１，Ｔｉｇ２…火花点火時刻、Ｔｉｊ１，Ｔｉｊ２…燃料噴射時刻。

Claims

クランクシャフトに連動して回転するロータにリラクタを設け、該リラクタに対応して設けたパルサコイルが発生するパルサ信号に基づいて火花点火時刻および／または燃料噴射時刻を制御するエンジン制御装置であって、
前記パルサ信号をカウントする計数手段と、前記パルサ信号の回転周期と入力信号を基にテーブル検索および／またはマップ検索とを行い、火花点火角度および／または燃料噴射量を検索し、当該検索した値から火花点火データ（IGT）および／または燃料噴射データ（IJT）の演算を行う検索演算手段と、前記回転周期と前記データ（IGT／IJT）の値に基づいて、前記パルサ信号からの火花点火の実行時刻（Tig）および／または燃料噴射の実行時刻（Tij）を演算する作動タイミング演算手段とを備えたものにおいて、
前記検索演算手段の演算と、前記作動タイミング演算手段の演算とを分け、前記作動タイミング演算手段の演算は、前記パルサ信号直前の回転の回転周期を用いて行い、前記検索演算手段の演算は、その直前の回転より１回転前の回転周期を用いて行うようにしたことを特徴とするエンジン制御装置。
請求項１記載のエンジン制御装置において、
前記回転周期に対し前記リラクタの周長を、Ｎを自然数とした１／２^Ｎの比率とすることを特徴とするエンジン制御装置。