JP6094295B2

JP6094295B2 - エンジン点火制御装置、エンジン点火制御方法

Info

Publication number: JP6094295B2
Application number: JP2013058339A
Authority: JP
Inventors: 章浩石崎
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2013-03-21
Filing date: 2013-03-21
Publication date: 2017-03-15
Anticipated expiration: 2033-03-21
Also published as: JP2014181673A

Description

本発明は、エンジンの点火を制御するための技術に関する。

従来、下記特許文献１及び２にはいずれも、エンジンの点火を制御するための技術が開示されている。この種のエンジン点火制御では、マイコンに設けられた通電開始タイマ及び通電終了タイマを用いて点火コイルへの通電時間を導出するのが有効である。このとき、通電開始タイマ及び通電終了タイマによるタイマカウントの開始タイミングが一致していると、例えば第１気筒の点火コイルの通電が完了していないときに第２気筒の点火コイルに対する通電開始指示があっても、通電終了タイマが動作中であるためこの通電開始指示に応じて通電終了タイマを起動することができないという不具合が生じる。そこで、このような不具合に対処するために、別の通電終了タイマを追加するという対策が考えられる。しかしながら、この対策は、マイコンに搭載された限られた数のタイマを有効利用したいという要請に反するものであり、また複数の通電終了タイマを使用するとこれらの通電終了タイマの動きを確認するための無駄なルーチンが発生するため不利である。

特開２００３−３０７１７０号公報特開平６−２２１２５６号公報

（発明が解決しようとする課題）
そこで、本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的の１つは、エンジンに割り当てられた点火コイルの通電時間を設定するためのタイマの数を増やすことなく適正なエンジン点火を実現するのに有効な技術を提供することである。

（課題を解決するための手段）
上記目的を達成するため、本発明に係るエンジン点火制御装置は、複数気筒のエンジンの点火制御を行うための装置であり、エンジンの各気筒に割り当てられた点火コイルの通電時間を設定するために設けられた１つの通電開始タイマ及び１つの通電終了タイマと、制御部とを含む。制御部は、前記点火コイルの通電条件の成立によって、通電開始タイマを複数回連続してアンダーフローさせ、且つ複数回のうち最終回目を除いた所定回目のアンダーフロー時に通電終了タイマによるタイマカウントを開始し、通電開始タイマの複数回目のアンダーフロー時に当該通電開始タイマによるタイマカウントを終了して点火コイルの通電を開始する一方で、通電終了タイマのアンダーフロー時に当該通電終了タイマによるタイマカウントを終了して点火コイルの通電を停止する。

上記構成によれば、通電開始タイマ及び通電終了タイマによるタイマカウントの開始タイミングをずらすことによって、通電終了タイマの起動中に次の通電開始指示があっても、通電開始タイマのタイマカウントを独立して開始すること可能になる。その結果、別の通電終了タイマを追加する必要がなく、タイマの数を最小限に抑えることができる。また、タイマの数が増えることによって生じる、タイマの動きを確認するための無駄なルーチンの発生を抑制できる。更に、通電終了タイマによるタイマカウントの開始タイミングを通電開始タイマよりも遅らせることによって、通電終了タイマの起動時間を抑えることができ、通電終了タイマを無駄に動かす必要がない。従って、限られた数のタイマを用いて点火コイルに適正に通電することができ、これによりエンジンにおけるエンジン点火の適正化が図られる。

上記のエンジン点火制御装置では、制御部は、通電開始タイマを２回連続してアンダーフローさせ、通電開始タイマの１回目のアンダーフロー時に通電終了タイマによるタイマカウントを開始し、通電開始タイマの２回目のアンダーフロー時に当該通電開始タイマによるタイマカウントを終了して点火コイルの通電を開始するのが好ましい。この場合、通電開始タイマを連続してアンダーフローさせる回数が最小限である２回に抑えられるため、タイマ制御に係る制御部の処理負荷が少なくてすむ。

本発明に係るエンジン点火制御方法は、複数気筒のエンジンの点火制御を行うための方法であり、エンジンの各気筒に割り当てられた点火コイルの通電時間を設定するために、１つの通電開始タイマ及び１つの通電終了タイマを用いる。この場合、前記点火コイルの通電条件の成立によって、通電開始タイマを複数回連続してアンダーフローさせ、且つ複数回のうち最終回目を除いた所定回目のアンダーフロー時に通電終了タイマによるタイマカウントを開始し、通電開始タイマの複数回目のアンダーフロー時に当該通電開始タイマによるタイマカウントを終了して点火コイルの通電を開始する一方で、通電終了タイマのアンダーフロー時に当該通電終了タイマによるタイマカウントを終了して点火コイルの通電を停止する。

上記方法によれば、通電開始タイマ及び通電終了タイマによるタイマカウントの開始タイミングをずらすことによって、通電終了タイマの起動中に次の通電開始指示があっても、通電開始タイマのタイマカウントを独立して開始すること可能になる。その結果、別の通電終了タイマを追加する必要がなく、タイマの数を最小限に抑えることができる。また、タイマの数が増えることによって生じる、タイマの動きを確認するための無駄なルーチンの発生を抑制できる。更に、通電終了タイマによるタイマカウントの開始タイミングを通電開始タイマよりも遅らせることによって、通電終了タイマの起動時間を抑えることができ、通電終了タイマを無駄に動かす必要がない。従って、限られた数のタイマを用いて点火コイルに適正に通電することができ、これによりエンジンにおけるエンジン点火の適正化が図られる。

上記の方法では、通電開始タイマを２回連続してアンダーフローさせ、通電開始タイマの１回目のアンダーフロー時に通電終了タイマによるタイマカウントを開始し、通電開始タイマの２回目のアンダーフロー時に当該通電開始タイマによるタイマカウンを終了して点火コイルの通電を開始するのが好ましい。この方法によれば、通電開始タイマを連続してアンダーフローさせる回数が最小限である２回に抑えられるため、タイマ制御に係る処理負荷が少なくてすむ。

以上のように、本発明によれば、エンジンに割り当てられた点火コイルの通電時間を設定するためのタイマの数を増やすことなく適正なエンジン点火を実現することが可能になった。

本実施の形態のエンジン点火制御装置１のブロック図である。エンジン運転時の点火制御のフローチャートを示す図である。通電開始タイマＴＡに関する割り込み制御のフローチャートを示す図である。通電終了タイマＴＢに関する割り込み制御のフローチャートを示す図である。通電開始タイマＴＡ及び通電終了タイマＴＢのそれぞれの制御に関するタイミングチャートを示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。

図１に示すように、本発明の一実施の形態のエンジン点火制御装置１は、複数気筒のエンジン３０の点火制御を行うための装置であり、マイコン１０及び検出部２０を主体に構成されている。

エンジン３０は、典型的にはガスヒートポンプ式空調装置に設けられる冷媒循環用コンプレッサの駆動源として用いられ、或いは車両に設けられる車輪の駆動源として用いられる。本実施の形態では、エンジン３０は３気筒エンジンであり、３つの点火コイル（第１点火コイル４１、第２点火コイル４２、第３点火コイル４３）と、３つの点火プラグ（第１点火プラグ５１、第２点火プラグ５２、第３点火プラグ５３）を備えている。

マイコン１０は、１つの通電開始タイマＴＡ及び１つの通電終了タイマＴＢを備えている。これら通電開始タイマＴＡ及び通電終了タイマＴＢは、エンジン３０の各気筒に割り当てられた３つの点火コイル４１〜４３のそれぞれの通電時間を設定するために設けられた兼用のタイマである。このマイコン１０は、通電開始タイマＴＡ及び通電終了タイマＴＢをそれぞれ独立して制御するとともに、これらのタイマによって設定された通電時間に基づいて点火コイル４１〜４３のそれぞれを制御する機能を果たす。なお、このタイマ１０は、点火コイル４１〜４３以外の制御に用いる１又は複数のタイマを備えていてもよい。このマイコン１０が本発明の「制御部」に相当し、また通電開始タイマＴＡ及び通電終了タイマＴＢがそれぞれ、本発明の「通電開始タイマ」及び「通電終了タイマ」に相当する。

検出部２０は、エンジン３０に関する情報を検出する機能を果たし、エンジン３０の回転数を検出するためのエンジン回転数検出器２１と、エンジン３０のカム位置を検出するためのカムポジションセンサ２２を備えている。この検出部２０がマイコン１０に接続されている。このため、エンジン回転数検出器２１からの出力信号Ｓ１、及びカムポジションセンサ２２からの出力信号Ｓ２がマイコン１０に入力される。

以下、図２〜図５を参照しつつ、上記のエンジン点火制御装置１における点火制御方法について説明する。この点火制御は、制御主体であるマイコン１０によって実行される。

図２に示すフローチャートによれば、まずステップＳ１０１において、エンジン３０の状態が「停止状態」及び「始動時制御状態」を経て「運転時制御状態」に移行したか否かを判定する。この判定は、エンジン回転数検出器２１から出力された信号（図１中の出力信号Ｓ１）に基づいて行われる。

ステップＳ１０２では、ステップＳ１０１でエンジン３０の状態が「運転時制御状態」に移行したと判定した場合、その後にエンジン３０のクランク位置が適正な点火位置に達したか否かを判定する。この判定は、典型的にはエンジン３０のカム位置を検出するカムポジションセンサ２２から出力された信号（図１中の出力信号Ｓ２）を用いて行われる。このとき、エンジン３０のクランク位置が適正な点火位置に達したと判定した場合（ステップＳ１０２のＹｅｓの場合）、即ち所定の点火コイル（例えば、点火コイル４１）の通電条件が成立したと判定した場合にステップＳ１０３にすすむ。一方で、エンジン３０のクランク位置が適正な点火位置に達していないと判定した場合（ステップＳ１０２のＮｏの場合）にはそのまま図２のタイマ処理を終了する。

ステップＳ１０３では、通電開始タイマＴＡが起動中（タイマカウント中）であるか否かを判定する。このとき、通電開始タイマＴＡが起動中であると判定した場合（ステップＳ１０３のＹｅｓの場合）にはステップＳ１０４にすすむ。一方で、通電開始タイマＴＡが起動中でないと判定した場合（ステップＳ１０３のＮｏの場合）にはステップＳ１０５にすすむ。

ステップ１０４では、通電開始タイマＴＡ及び通電終了タイマＴＢによるタイマカウントの停止処理を行うことによって当該タイマをリセットする。これにより、その後の処理によって重複点火が発生するのを防止することができる。これに対して、ステップＳ１０５では、通電開始タイマＴＡによるタイマカウントの開始処理を行う。具体的には、通電開始タイマＴＡのためのカウンタ値を所定値Ａにセットし、この通電開始タイマＴＡのカウント開始フラグを「ＯＮ」に設定する（図５中の例えばＣで示す領域を参照）。これにより、通電開始タイマＴＡが所定値Ａのアンダーフロー（「アンダーカウント」ともいう）を開始する。

本実施の形態では、通電開始タイマＴＡをでは所定値Ａに関し２回連続してアンダーフローさせるように設定されている。このとき、１回のみのアンダーフローを想定した場合の基準時間Ａ’を、例えばエンジンの回転に関する出力パルス（エンジン１回転で１２パルスが出力される場合）の４つ分に相当する時間ｔａと、遅角制御に要する時間ｔｂとの加算値（＝ｔａ＋ｔｂ）から、補正パラメータ（エンジンの回転数や進角等に関する補正パラメータ）に基づく時間ｔｃ、通電時間ｔｄ、計算に要する時間ｔｅを差し引いた値（＝ｔａ＋ｔｂ−ｔｃ−ｔｄ−ｔｅ）として定義すると、この基準時間Ａ’の２分の１を所定値Ａ（＝Ａ’／２）とすることができる。

なお、通電開始タイマＴＡによるアンダーフローの連続実施回数は必要に応じて変更可能であり、これに伴って所定値Ａを求めるために基準時間Ａ’を等分割する数も適宜に変更される。また、基準時間Ａ’を導出するための加算要素や減算要素は上記の時間ｔａ〜ｔｅに限定されるものではなく、必要に応じて適宜に変更又は追加が可能である。

通電開始タイマＴＡによる１回目のアンダーフロー時にカウンタ値が「０」になると、図３に示す割り込み制御が行われる。図３が参照されるように、この割り込み制御では、まずステップＳ２０１によってアンダーフロー回数Ｎのインクメント処理（「加算処理」ともいう）を行う。１回目のアンダーフロー時にはアンダーフロー回数Ｎが「０」であるため、このインクメント処理によって「１」が加算されるとアンダーフロー回数Ｎが「１」になる。これに対して、２回目のアンダーフロー時にはアンダーフロー回数Ｎが「１」であるため、このインクメント処理によって「１」が加算されるとアンダーフロー回数Ｎが「２」になる。

ステップＳ２０２では、アンダーフロー回数Ｎが「１」であるか否かを判定する。アンダーフロー回数Ｎが「１」であると判定した場合（ステップＳ２０２のＹｅｓの場合）にはステップＳ２０３にすすみ、そうでない場合（ステップＳ２０２のＮｏの場合）にはステップＳ２０４にすすむ。従って、１回目のアンダーフロー時の割り込み制御では、ステップＳ２０３の処理が実行される。

ステップＳ２０３では、通電終了タイマＴＢによるタイマカウントの開始処理を行う。具体的には、通電終了タイマＴＢのためのカウンタ値を所定値Ｂにセットし、この通電終了タイマＴＢのカウント開始フラグを「ＯＮ」に設定する（図５中の例えばＤで示す領域を参照）。これにより、通電終了タイマＴＢが所定値Ｂのアンダーフロー（「アンダーカウント」ともいう）を開始する。この場合、所定値Ｂは、例えば前述の時間ｔａと時間ｔｂとの加算値から、時間ｔｃ、時間ｔｅ、基準時間Ａを差し引いた値（＝ｔａ＋ｔｂ−ｔｃ−ｔｅ−Ａ）として定義される。

ステップＳ２０４では、通電開始タイマＴＡのアンダーフロー回数Ｎが「２」であるか否かを判定する。アンダーフロー回数Ｎが「２」であると判定した場合（ステップＳ２０４のＹｅｓの場合）にはステップＳ２０５にすすみ、そうでない場合（ステップＳ２０４のＮｏの場合）にはそのまま図３の割り込み処理を終了する。従って、２回目のアンダーフロー時の割り込み制御では、ステップＳ２０５の処理が実行される。

ステップＳ２０５では、所定の点火コイルの通電開始処理を行う。また、ステップＳ２０６によって通電開始タイマＴＡによるタイマカウントの停止処理を行う。具体的には、通電開始タイマＴＡのカウント開始フラグを「ＯＦＦ」に設定する。これにより、当該点火コイルの通電が開始される。更に、ステップＳ２０７によって、通電開始タイマＴＡのアンダーフロー回数Ｎをクリア（リセット）する。これによりアンダーフロー回数Ｎが「０」に戻る。

また、通電終了タイマＴＢによるアンダーフロー時にカウンタ値が「０」になると、図４に示す割り込み制御が行われる。図４が参照されるように、この割り込み制御では、ステップＳ３０１によって所定の点火コイルの通電停止処理を行う。また、ステップＳ３０２によって通電終了タイマＴＢによるタイマカウントの停止処理を行う。具体的には、通電終了タイマＴＢのカウント開始フラグを「ＯＦＦ」に設定する。これにより、当該点火コイルの通電が停止される。

上記のように、通電開始タイマＴＡのカウント開始フラグが「ＯＦＦ」に設定された後、通電終了タイマＴＢのカウント開始フラグが「ＯＦＦ」に設定されるまでの間、所定の点火コイルに通電される（図５中の例えばＥで示す領域を参照）。これにより、当該点火コイルに対応する点火プラグの点火（スパーク）に必要な電圧を発生させることができる。図５が参照されるように、図２〜図４に示すような通電開始タイマＴＡ及び通電終了タイマＴＢを用いた処理は、各気筒の点火コイルに対して予め設定された周期で実行される。

以上のように、本実施の形態のエンジン点火制御装置１によるエンジン点火制御方法によれば、通電開始タイマＴＡ及び通電終了タイマＴＢによるタイマカウントの開始タイミングをずらすことによって、通電終了タイマＴＢの起動中に次の通電開始指示があっても、通電開始タイマＴＡのタイマカウントを独立して開始すること可能になる。その結果、別の通電終了タイマＴＢを追加する必要がなく、タイマの数を最小限に抑えることができるため、マイコン１０をタイマの数を増やすために変更する必要ない。また、タイマの数が増えることによって生じる、タイマの動きを確認するための無駄なルーチンの発生を抑制できる。更に、通電終了タイマＴＢによるタイマカウントの開始タイミングを通電開始タイマＴＡよりも遅らせることによって、通電終了タイマＴＢの起動時間を抑えることができ、通電終了タイマＴＢを無駄に動かす必要がない。従って、２つのタイマＴＡ，ＴＢのみを用いて点火コイル４１〜４３に適正に通電することができ、これによりエンジン３０におけるエンジン点火の適正化が図られる。特に、通電開始タイマＴＡを連続してアンダーフローさせる回数が最小限である２回に抑えられるため、タイマ制御に係るマイコン１０の処理負荷が少なくてすむという作用効果を奏する。

本発明は、上記の典型的な実施形態のみに限定されるものではなく、種々の応用や変形が考えられる。例えば、上記実施の形態を応用した次の各形態を実施することもできる。

上記実施の形態では、通電開始タイマＴＡを２回連続してアンダーフローさせる場合について記載したが、本発明では、通電開始タイマＴＡを連続してアンダーフローさせる回数は２回に限定されるものではなく、通電開始タイマＴＡを複数回連続してアンダーフローさせることができる。この場合、この複数回のうち最終回目を除いた所定回目（例えば３回連続のアンダーフローの形態では１回目又は２回目）のアンダーフロー時に通電終了タイマＴＢによるタイマカウントを開始することができる。

また上記実施の形態では、３気筒エンジンの各気筒に割り当てられた３つの点火コイル４１〜４３の通電時間を設定する場合について記載したが、エンジンの気筒数は３つに限定されるものではなく、複数気筒のエンジンに割り当てられた点火コイルの通電時間を設定する技術に本発明を適用することができる。

１…エンジン点火制御装置、１０…マイコン、２０…検出部、２１…エンジン回転数検出器、２２…カムポジションセンサ、３０…エンジン、４１…第１点火コイル、４２…第２点火コイル、４３…第３点火コイル、５１…第１点火プラグ、５２…第２点火プラグ、５３…第３点火プラグ、ＴＡ…通電開始タイマ、ＴＢ…通電終了タイマ

Claims

複数気筒のエンジンの点火制御を行うためのエンジン点火制御装置であって、
前記エンジンの各気筒に割り当てられた点火コイルの通電時間を設定するために設けられた、１つの通電開始タイマ及び１つの通電終了タイマと、
前記点火コイルの通電条件の成立によって、前記通電開始タイマを複数回連続してアンダーフローさせ、且つ前記複数回のうち最終回目を除いた所定回目のアンダーフロー時に前記通電終了タイマによるタイマカウントを開始し、前記通電開始タイマの前記複数回目のアンダーフロー時に当該通電開始タイマによるタイマカウントを終了して前記点火コイルの通電を開始する一方で、前記通電終了タイマのアンダーフロー時に当該通電終了タイマによるタイマカウントを終了して前記点火コイルの通電を停止する制御部と、
を含む、エンジン点火制御装置。
請求項１に記載のエンジン点火制御装置であって、
前記制御部は、前記通電開始タイマを２回連続してアンダーフローさせ、前記通電開始タイマの１回目のアンダーフロー時に前記通電終了タイマによるタイマカウントを開始し、前記通電開始タイマの２回目のアンダーフロー時に当該通電開始タイマによるタイマカウントを終了して前記点火コイルの通電を開始する、エンジン点火制御装置。
複数気筒のエンジンの点火制御を行うためのエンジン点火制御方法であって、
前記エンジンの各気筒に割り当てられた点火コイルの通電時間を設定するために、１つの通電開始タイマ及び１つの通電終了タイマを用い、
前記点火コイルの通電条件の成立によって、前記通電開始タイマを複数回連続してアンダーフローさせ、且つ前記複数回のうち最終回目を除いた所定回目のアンダーフロー時に前記通電終了タイマによるタイマカウントを開始し、前記通電開始タイマの前記複数回目のアンダーフロー時に当該通電開始タイマによるタイマカウントを終了して前記点火コイルの通電を開始する一方で、前記通電終了タイマのアンダーフロー時に当該通電終了タイマによるタイマカウントを終了して前記点火コイルの通電を停止する、エンジン点火制御方法。
請求項３に記載のエンジン点火制御方法であって、
前記通電開始タイマを２回連続してアンダーフローさせ、前記通電開始タイマの１回目のアンダーフロー時に前記通電終了タイマによるタイマカウントを開始し、前記通電開始タイマの２回目のアンダーフロー時に当該通電開始タイマによるタイマカウントを終了して前記点火コイルの通電を開始する、エンジン点火制御方法。