JPH01237358A - 内燃機関の点火時期制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は内燃機関の点火時期制御装置に関し、詳しくは
、所定アイドル運転状態において機関回転速度を目標ア
イドル回転速度に近づけるように点火時期を制御する機
能を有した点火時期制御装置に関する。

〈従来の技術〉 かかる点火時期制御装置としては、従来、特開昭６２−
１３５６４０号公報、特開昭５７−８３６６５号公報等
に示されるようなものがある。

これは、所定のアイドル運転状態において、例えば目標
アイドル回転速度と実際の回転速度との偏差を算出し、
この偏差に応じて予め設定されている点火時期の補正制
御値（点火時期の進角若しくは遅角補正量）を検索して
求め、この補正制御値に基づいて点火時期を補正制御す
るものであり、機関回転速度が目標アイドル回転速度よ
りも高いときには点火時期を遅角制御して機関出力を低
くし、目標アイドル回転速度よりも低いときには進角制
御して機関出力を高めるものである。そして、このよう
な点火時期制御と、スロットル弁をバイパスして供給さ
れる補助空気量を調整することによるアイドル回転速度
のフィードバック制御とを併用することでアイドル安定
性を向上させるようにしている。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、第４図に示すように、点火時期制御によるア
イドル回転速度制御を行う条件下（例えばスロットル弁
全閉）で、自動車の発進のためにクラッチを繋いだりし
て回転速度が低下すると、この回転速度低下を目標アイ
ドル回転速度にまで戻すために点火時期の進角制御が行
われ、その後アイドル回転速度制御を行う条件を脱して
（スロットル弁が開かれて）発進させると、点火時期に
よるアイドル回転速度制御がキャンセルされ、発進後の
運転状態に応じた点火時期にまで遅角移行させることに
なる。

しかしながら、点火時期制御においてはエアフローメー
タの出力振れ等に影響されて点火時期が大きく変動する
ことを防止して定常運転時の安定性を確保するために点
火時期の変化巾を制限しているので、上記のようなアイ
ドル回転速度制御の結果として現れる発進直前の大きな
進角状態がら発進後の所望点火時期にまで速やかに遅角
されず、所望点火時期よりも進角された状態が継続し、
発進時にノッキングが発生することがあった。

即ち、点火時期の変化巾が制限されているため発進後の
所望点火時期とアイドル時の最終点火時期との差が大き
いと、発進後の所望点火時期に一致するまで時間がかか
り、この間、運転状態に見合った点火時期に点火が行わ
れず運転性を悪化させる惧れがあったものである。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、点火時
期によってアイドル回転速度を制御している状態から通
常の点火時期へ可及的速やかに移行できるようにして、
発進時のノッキング発生を防止することを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 そのため本発明では、第１図に示すように、機関回転速
度を少なくとも含む機関運転状態を検出する機関運転状
態検出手段と、 該機関運転状態検出手段で検出された機関運転状態に基
づいて基本点火時期を設定する基本点火時期設定手段と
、 該基本点火時期設定手段により新たに設定された点火時
期と前回実際に点火された点火時期とを比較して点火時
期の変化巾が所定制限値内となるように制限して今回の
点火時期を設定する点火時期設定手段と、 所定のアイドル運転状態を検出するアイドル運転状態検
出手段と、 該アイドル運転状態検出手段により検出される所定のア
イドル運転状態において機関回転速度を目標アイドル回
転速度に近づけるように前記点火時期を補正する点火時
期補正手段と、 前記点火時期設定手段により設定された点火時期又は前
記点火時期補正手段により補正された点火時期に点火装
置に点火信号を出力する点火信号出力手段と、 を備えた内燃機関の点火時期制御装置において、前記点
火時期補正手段により点火時期が補正される所定のアイ
ドル運転状態を脱したときから所定期間だけ前記点火時
期設定手段における所定制限値を増大させる変化制限値
増大手段を設けるようにした。

く作用〉 基本点火時期設定手段は、機関運転状態検出手段で検出
された機関運転状態に基づいて基本点火時期を設定する
。そして、点火時期設定手段は、基本点火時期設定手段
により新たに設定された基本点火時期と前回実際に点火
された点火時期とを比較して点火時期の変化巾が所定制
限値内となるように制限して今回の点火時期を設定する
。即ち、基本点火時期設定手段により前回から太き（進
角又は遅角される点火時期が設定されても、点火時期設
定手段は点火時期を許容される範囲で変化させて点火時
期を設定する。

一方、点火時期補正手段は、アイドル運転状態検出手段
で検出される所定アイドル運転状態における機関回転速
度を目標アイドル回転速度に近づけるように点火時期を
進角又は遅角補足する。

そして、点火信号出力手段は、所定のアイドル運転状態
においては、点火時期補正手段により補正された点火時
期に点火装置に対して点火信号を出力し、所定のアイド
ル運転状態でないときには点火時期設定手段で設定され
た点火時期に点火装置に対して点火信号を出力する。

ここで、点火時期補正手段により点火時期が回転速度に
応じて補正される所定のアイドル運転状態を脱してから
所定期間は、変化制限値増大手段が点火時期設定手段に
より制限される点火時期の変化巾を増大させるため、通
常の状態によりも大きなステップでの点火時期の変化が
許容されることになる。即ち、点火時期の進角・遅角制
御によってアイドル回転速度を目標アイドル回転速度に
制御している状態から通常の機関運転状態に応じた点火
時期制御に移行するときには、速やかに点火時期が移行
できるように、制限を緩和する（若しくは制限を無効と
する）ものである。

〈実施例〉 以下に本発明の一実施例を説明する。

第２図において、機関１の吸気通路２には、吸入空気流
量Ｑを検出するエアフローメータ３と、スロットル弁４
の全閉位置（アイドル位置）でＯＮとなるアイドルスイ
ッチ５とが設けられ、これらの検出信号はマイクロコン
ピュータを内蔵したコントロールユニット６に入力され
る。また、機関１には電磁式の燃料噴射弁７が各気筒毎
に設けられている。これらの燃料噴射弁７は、コントロ
ールユニット６から燃料噴射量に対応して出力される噴
射パルス信号によりオン・オフ的に開弁駆動され、燃料
を機関１に噴射供給する。

また、機関１の各気筒には点火栓８が設けられている。

これら点火栓８には点火コイル９にて発生する高電圧が
ディストリビュータ１０を介して順次印加され、これに
より火花点火して混合気を着火燃焼させる。ここで、点
火コイル９はそれに付設されたパワートランジスター１
を介して高電圧の発生時期を制御される。そして、点火
時期の制御は、パワートランジスター１のＯＮ・ＯＦＦ
時期を、点火信号出力手段を兼ねるコントロールユニッ
ト６からの点火信号で制御することにより行う。本実施
例において、点火装置は上記点火栓８９点火コイル９．
ディストリビュータ１０．パワートランジスタ１１によ
って構成される。

前記ディストリビュータ１０には光電式のクランク角セ
ンサー２が内蔵されている。クランク角センサ１２は、
ディストリビュータシャフト１３と一体に回転するシグ
ナルディスクプレート１４と、検出部１５とよりなる。

シグナルディスクプレート１４には、１８０個のポジシ
ョン信号（２°信号）用スリット１６と、４気筒の場合
４個の基準クランク角度信号（１８０°信号）用スリッ
ト１７とが形成されており、基準クランク角度信号用ス
リット１７のうち一個は＃１気筒の判別用にもなってい
る。検出部１５は前記スリット１６．１７を検出し、ポ
ジション信号と、気筒判別信号を含む基準クランク角度
信号とをコントロールユニット６に出力する。尚、単位
時間当たりの前記ポジション信号の出力数をカウントす
るか、または、基準クランク角度信号の周期を計測する
ことにより機関回転速度Ｎを算出可能である。

更に、スロットル弁４をバイパスする補助空気通路１９
には、補助空気量を制御してアイドル運転時の機関回転
速度Ｎを目標回転速度に制御するためのアイドル制御弁
１８が設けられている。このアイドル制御弁１８はロー
タリー式で、図示しない開弁用コイルと閉弁用コイルと
にコントロールユニット６からの駆動パルス信号が互い
に反転された状態で送られるようになっており、駆動パ
ルス信号のデユーティ比（開弁用コイルのＯＮ時間割合
）に応じて開度が制御される。

尚、図において２０はエアクリーナ、２１は機関１の冷
却水温度を検出する水温センサ、２２は機関１に付設さ
れたトランスミッションのニュートラル状態でＯＮとな
るニュートラルスイッチ、２３は機関１を搭載した車両
の車速を検出する車速センサである。尚、上記アイドル
スイッチ５．ニュートラルスイッチ２２．車速センサ２
３がアイドル運転状態検出手段に相当し、エアフローメ
ータ３及びクランク角センサ１２が機関運転状態検出手
段に相当する。

ここで、コントロールユニット６によるアイドル制御弁
１８の駆動制御を簡単に述べる。

コントロールユニット６は、所定のアイドル運転状態、
即ち、アイドルスイッチ５がＯＮでかつニュートラルス
イッチ２２がＯＮ、または、アイドルスイッチ５がＯＮ
でかつ車速センサ２３によって検出される車速か所定値
以下であるときに、目標アイドル回転速度Ｎｓと実際の
機関回転速度Ｎとを比較し、実際の機関回転速度Ｎが目
標アイドル回転速度Ｎｓよりも低いときには前記デユー
ティ比を所定値だけ増大させてアイドル制御弁１８の開
度をアップさせ、一方、実際の機関回転速度Ｎが目標ア
イドル回転速度ＮＳよりも高いときには前記デユーティ
比を所定値だけ減少させてアイドル制御弁１８の開度を
ダウンさせて、実際の機関回転速度Ｎを目標アイドル回
転速度Ｎｓに制御する。

次に前記所定のアイドル運転状態における実際の機関回
転速度Ｎと目標アイドル回転速度Ｎｓとの偏差に基づく
点火時期制御を含むコントロールユニット６による点火
時期制御を第３図のフローチャートに従って説明する。

尚、本実施例においてコントロールユニット６は第３図
のフローチャートに示すように、基本点火時期設定手段
１点火時期設定手段１点火時期補正手段、変化制限値増
大手段としての機能をソフトウェア的に備えている。

ステップ１　（図中ではＳｌと記しである。以下同様）
では、クランク角センサ１２からの信号に基づいて算出
される機関回転速度Ｎと、エアフローメータ３によって
検出された吸入空気流量Ｑと、水温センサ２１によって
検出された冷却水温度Ｔｗとを人力する。

ステップ２では、機関負荷状態を示す基本燃料噴射量Ｔ
ｐ（←ＫＸＱ／Ｎ　；　Ｋは定数）を演算する。尚、こ
の基本燃料噴射量Ｔｐは、燃料噴射量制御に供される値
であるから、燃料噴射量制御ルーチンで演算された値を
読込むようにしても良い。

ステップ３では、予め前記基本燃料噴射量Ｔｐと機関回
転速度Ｎとをパラメータとして設定されている基本点火
時期ＡＤＶｏのマツプから、現在の機関回転速度Ｎと基
本燃料噴射量Ｔｐに対応する基本点火時期ＡＤＶ、のデ
ータ（上列点前何度の位置であるかをクランク角度で示
す値）を検索して求める。

ステップ４では、現在の機関運転状態が所定のアイドル
運転状態であるか否かを判定する。所定のアイドル運転
状態とは、前記アイドル制御弁１８による補助空気量制
御時と同様に、アイドルスイッチ５がＯＮでかつニュー
トラルスイッチ２２がＯＮ、または、アイドルスイッチ
５がＯＮでかつ車速センサ２３によって検出される車速
か所定値以下であるときである。

ここで、所定のアイドル運転状態であると判定されたと
きにはステップ５へ進み、水温センサ２１によって検出
された冷却水温度Ｔｗに応じて設定される目標アイドル
回転速度Ｎｓと実際の機関回転速度Ｎとの偏差ΔＮを演
算し、次のステップ６でこの偏差ΔＮに応じて点火時期
ＡＤＶの補正値ＡＤＶｈを設定する。即ち、実際の機関
回転速度Ｎが目標アイドル回転速度Ｎｓを上回っている
ときには前記偏差ΔＮの絶対値に応じてより大きな遅角
補正値ＡＤＶｌ、を設定し、一方、実際の機関回転速度
Ｎが目標アイドル回転速度Ｎｓを下回っているときには
前記偏差ΔＮの絶対値に応じてより大きな進角補正値Ａ
ＤＶｈを設定する。

そして、ステップ７では、基本点火時期ＡＤＶ。

にステップ６で設定した補正値を加算（進角補正の場合
）若しくは減算（遅角補正の場合）して最終的な点火時
期ＡＤＶを設定し、実際の機関回転速度Ｎが目標よりも
低いときには進角補正して機関出力をアップさせて回転
速度を高め、実際の機関回転速度Ｎが目標よりも高いと
きには遅角補正して機関出力をダウンさせて回転速度を
低めて、機関回転速度Ｎを目標アイドル回転速度Ｎｓの
近傍に制御する。このように、点火時期ＡＤＶを遅角・
進角補正することで機関回転速度Ｎを目標アイドル回転
速度Ｎｓに近づけるようにすれば、前記アイドル制御弁
１８による補助空気量制御と併用されることによりアイ
ドル回転速度を可及的に制御でき、アイドル回転速度を
安定させることができる。

一方、ステップ４において、機関１が点火時期補正によ
るアイドル回転速度制御を行う所定のアイドル運転状態
でないと判定されたときには、まず、ステップ８で前記
所定のアイドル運転状態を脱してから所定時間内である
か否かを判定する。

ここで、所定のアイドル運転状態を脱してから所定時間
内であると判定されて、直前まで点火時期補正によるア
イドル回転速度制御を行っていた状態であるときには、
ステップ９へ進んで点火時期ＡＤＶの変化巾を制限する
点火時期リミッタΔＡＤＶ　（点火時期変化巾の制限値
）として通常値ΔＡＤＶ、に所定係数ｋを乗算して増大
補正した値を設定し、通常よりも大きな点火時期ＡＤＶ
の変化を許容できるようにする。

一方、ステップ８で前記所定のアイドル運転状態を脱し
てから所定時間内でないと判定されて、点火時期補正に
よるアイドル回転速度制御を行った所定のアイドル運転
状態から充分に時間が経過しているときにはステップ１
０へ進み、前記点火時期リミッタΔＡＤＶとして通常値
ΔＡＤＶ、を設定する。

そして、ステップ１１では、前回実際に点火処理された
点火時期ＡＤＶ−，と今回ステップ３で設定された基本
点火時期ＡＤＶ。との偏差の絶対値と、ステップ９若し
くはステップ１０で設定された点火時期リミツタΔＡＤ
Ｖとを比較して、点火時期ＡＤＶの変化巾が点火時期リ
ミッタΔＡＤＶを越えているか否かを判定する。

ここで、今回ステップ３で設定された基本点火時期ＡＤ
Ｖ、が前回の点火時期ＡＤＩ、から点火時期リミッタΔ
ＡＤＶを越えて変化していると判定されたときには、ス
テップ１３へ進む。ステップ１３では、今回ステップ３
で設定された基本点火時期ＡＤＶ。が進角側に点火時期
リミッタΔＡＤＶを越えて変化しているときには、前回
の点火時期ＡＤＶ−，に点火時期リミッタΔＡＤＶを加
算して最終的な点火時期ＡＤＶを設定し、また、今回ス
テップ３で設定された基本点火時期ＡＤＶ。が遅角側に
点火時期リミッタΔＡＤＶを越えて変化しているときに
は、前回の点火時期ＡＤＶ−，に点火時期リミッタΔＡ
ＤＶを減算して最終的な点火時期ＡＤＶを設定し、点火
時期ＡＤＶの変化巾が点火時期リミッタΔＡＤＶ以内に
なるようにする。

一方、ステップ１１で、今回ステップ３で設定された基
本点火時期ＡＤＶ。が前回の点火時期ＡＤＶ−，から点
火時期リミッタΔＡＤＶ以内で変化していると判定され
たときには、ステップ１２へ進んで今回ステップ３で設
定した基本点火時期ＡＤＶ。

を最終的な点火時期ＡＤＶとして設定する。

このようにして点火時期ＡＤＶが設定されると、クラン
ク角センサ１２からの基準クランク角度信号を計測基準
としてパワートランジスタ１１のＯＮ時期（点火時期Ａ
ＤＶと必要通電時間から逆算される）を計測して所定時
期にパワートランジスタ１１のＯＮさせて点火コイル９
への通電を開始すると共に、やはり前記基準クランク角
度信号を計測基準として前記点火時期ＡＤＶ　（パワー
トランジスタ１１のＯＦＦ時期）を計測し、点火時期Ａ
ＤＶになった時点でパワートランジスタ１１をＯＦＦす
ることにより点火コイル９への通電を遮断して高電圧を
発生させ、この高電圧をディストリビュータ１０を介し
て点火栓８に印加することで点火栓８による火花点火を
行わせ混合気を着火燃焼させる。

このように、本実施例では、所定のアイドル運転状態で
は、実際の機関回転速度Ｎを目標アイドル回転速度Ｎｓ
に近づけるように点火時期ＡＤＶを遅角・進角補正する
が、このようなアイドル運転状態を脱してから所定時間
内においては点火時期リミッタΔＡＤＶが通常よりも増
大補正される構成であるため、たとえ所定アイドル運転
状態における最終点火時期ＡＤＶと所定アイドル運転状
態を脱してからの要求点火時期ＡＤＶとの間に大きな偏
差があっても、大きな変化巾で点火時期ＡＤＶを変化さ
せることができるため、可及的速やかに前記要求点火時
期ＡＤＶに一致させることができ、所定アイドル運転状
態を脱するとき、即ち、機関１の発進時における点火時
期ＡＤＶを機関運転状態に見合った時期として運転性を
向上させることができるものである。

尚、本実施例では、点火時期リミッタΔＡＤＶに所定係
数ｋを乗算することで点火時期リミッタΔＡＤＶの増大
を図ったが、所定アイドル運転状態を脱してから所定期
間は点火時期リミッタΔＡＤＶを無限大として実質上点
火時期ＡＤＶの変化巾が規制されない状態としても良い
。この場合は、所定アイドル運転状態の最終点火時期Ａ
ＤＶから発進後の要求点火時期ＡＤＶに何ら制約される
ことなく移行できることになる。

また、本実施例では、所定アイドル運転状態を脱してか
ら所定時間内においては点火時期リミッタへＡＤＶを増
大させる構成としたが、所定アイドル運転状態における
最終点火時期ＡＤＶから発進後の要求点火時期ＡＤＶに
一致するまでの間において点火時期リミッタΔＡＤＶを
増大させる構成としても良い。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によると、点火時期を遅角
・進角補正して機関回転速度を目標アイドル回転速度に
近づけるように制御される所定のアイドル運転状態を脱
してから所定期間においては、点火時期の変化巾を制限
する所定制限値を増大させるようにしたので、アイドル
回転速度制御のために遅角・進角補正されている点火時
期から通常の点火時期へ可及的速やかに移行できるよう
になり、発進時のノッキング発生を防止することができ
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図は本発
明の一実施例を示すシステム概略図、第３図は同上実施
例における点火時期制御の内容を示すフローチャート、
第４図は従来の点火時期制御の問題点を説明するための
タイムチャートである。 １・・・機関　　３・・・エアフローメータ　　４・・
・スロットル弁　　５・・・アイドルスイッチ　　６・
・・コントロールユニット　　８・・・点火栓　　９・
・・点火コイル　　１０・・・ディストリビュータ　　
１１・・・パワートランジスタ　　１２・・・クランク
角センサ２２・・・ニュートラルスイッチ　　２３・・
・車速センサ特許出願人　日本電子機器株式会社 代理人　弁理士　笹　島　　冨二雄

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　機関回転速度を少なくとも含む機関運転状態を検出す
   る機関運転状態検出手段と、 該機関運転状態検出手段で検出された機関運転状態に基
   づいて基本点火時期を設定する基本点火時期設定手段と
   、 該基本点火時期設定手段により新たに設定された点火時
   期と前回実際に点火された点火時期とを比較して点火時
   期の変化巾が所定制限値内となるように制限して今回の
   点火時期を設定する点火時期設定手段と、 所定のアイドル運転状態を検出するアイドル運転状態検
   出手段と、 該アイドル運転状態検出手段により検出される所定のア
   イドル運転状態において機関回転速度を目標アイドル回
   転速度に近づけるように前記点火時期を補正する点火時
   期補正手段と、 前記点火時期設定手段により設定された点火時期又は前
   記点火時期補正手段により補正された点火時期に点火装
   置に点火信号を出力する点火信号出力手段と、 を備えた内燃機関の点火時期制御装置において、前記点
   火時期補正手段により点火時期が補正される所定のアイ
   ドル運転状態を脱したときから所定期間だけ前記点火時
   期設定手段における所定制限値を増大させる変化制限値
   増大手段を設けたことを特徴とする内燃機関の点火時期
   制御装置。