JPH0214549B2

JPH0214549B2 -

Info

Publication number: JPH0214549B2
Application number: JP55067473A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Myazaki; Mitsuaki Ishii
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1980-05-21
Filing date: 1980-05-21
Publication date: 1990-04-09
Also published as: JPS56162264A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、内燃機関の点火時期を電子的に制御
する装置において、点火時期制御の基準となる基
準装置信号を取出す方式に関するものである。

近年、自動車における燃費向上、および排気ガ
ス規制の観点から、内燃機関の点火時期を高精度
に制御する要求が高まつている。点火時期を制御
する方式は数多く考えられているが、装置を簡略
化するために、第１図に示す方式が最も多く採用
されている。

第１図において、１はクランク軸に取り付けら
れた歯車、２は歯車１の歯の位置を検出する近接
スイツチタイプの検出器、３は処理装置、３１は
入力端子、３２は出力端子、４は抵抗、５はトラ
ンジスタ、６は点火コイルを示す。

第２図は第１図装置の動作を説明するためのタ
イムチヤートである。図中、ａは検出器２の出力
信号、ｂは処理装置３の出力端子３２に送出され
る信号を示す。

第１図において、歯車１は上死点を検出できる
ように取り付けられているから、第２図ａに示す
検出器２の出力信号の立上りエツヂ（時刻t₁、
t₂、t₃）は、それぞれ上死点を示す。処理装置３
は、検出器２の出力信号を基準位置信号として入
力すると同時に、図示していないが、マニホール
ド負圧、冷却水温等の情報を入力しており、これ
らの情報と、検出器２の出力信号から得られる回
転数情報とにより最適な点火時期を計算する。ま
た、処理装置３は、温度、電圧等から点火コイル
の通電時期を計算する。

ここで、処理の詳細を第２図を用いて説明す
る。

第２図は、内燃機関が一定回転数で回転してい
る状態を示す。検出器２の出力信号間隔は、クラ
ンク角度で180゜であり、その出力信号周期は
（T₁）である。今、時刻（t₁）と時刻（t₂）との
間隔を一周期として計測し、時刻（t₂）直後に次
回の周期も周期（t₁）となるとして、処理装置３
の内部の記憶部から進角度を読み出し、補間計算
を行なつて進角度（θ₁）を算出し、この進角度
（θ₁）を時間（Tθ₁）として求めて、時刻（t₂）か
らの時間（Tθ₁）を計測して点火時期を決定す
る。ここで、時間（Tθ₁）は、（Tθ₁）＝（180−θ₁）
×（T₁）／180として求められる。

一方、点火コイル６に要求される通電時間は、
点火コイル６の特性、温度、電源電圧から決ま
る。このようにして決定された通電時間を（T_c）
とし点火コイル６に通電していない時間を
（T_OFF）とすると、（T_OFF）＝（T₁）−（T_c）として
求められるから、点火時期からの時間（T_OFF）を
計測して通電開始時期を決定する。

以上のようにして安定回転時は点火時期およ
び、通電時期が精度よく決定される。

次に、第１図装置における過渡特性を考えてみ
る。今、進角度（θ₁）の過渡特性に着目し、第３
図を用いて説明する。

第３図において、ｃは内燃機関の回転数を示し
ている。なお、第２図と同一記号は同一部分の信
号を示す。

今、簡単のために、目標進角度（θ₁）は一定で
あるとし回転数変化が、第３図ｃに示すように時
刻（t₂）で瞬時に変化した場合を考える。時刻
（t₂）までは一定回転数で回転しており、前述の
ようにして点火時期が制御され、進角度は（θ₁）
である。時刻（t₂）において、時刻（t₁）（t₂）間
の周期が（T₁）であることが求まるため、次回
の周期も（T₁）となるとして第３図ｂに示す時
間（Tθ₂）を求める。次回の進角度も前回と同じ
く（θ₁）にするものとして演算するため、時間
（Tθ₂）は、（Tθ₂）＝（180−θ₁）×（T₁）／180と
求
められる。今時刻（t₂）において回転数が瞬時に
変化し、以後安定回転に落ちついたものとし、時
刻（t₂）（t₃）間に、時間（Tθ₂）で与えられる実
際の進角度（θ₂）はθ₂＝（T₂−Tθ₂）／T₂である
から先に求めた時間（Tθ₂）を代入するとθ₂＝
180−（180−θ₁）×（T₁）／（T₂）となる。今、進
角度（θ₁）を０度、周期（T₂）は周期（T₁）に
比べて20％短い方へ変化したものとすると進角度
（θ₂）は−45度となり、45度遅れる結果となる。
一般的に、自動車においては内燃機関の回転数を
変化させて用いるために、回転変動の機会が多
く、その度に前述の過渡性能に起因する進角度の
誤差が発生する。

これは内燃機関の性能低下につながるため大き
な問題である。このため、各種方法が考えられて
いるが、クランク角度を検出する手段が複雑化し
ない方法として、第１図に示した検出器２の検出
するクランク角度が最大進角度近くになるように
設置する方法がある。この方法によれば、例えば
最大進角度を55度とし、検出器２の検出角度を上
死点前60度とすることによつて、第２，３図の時
間（Tθ₁）（Tθ₂）が短くなるため、過渡特性を第
１の場合に比べて３倍改善できる。しかし、第１
図においても説明したように、処理装置３の中枢
となる演算はマイクロコンピユータが実行する。
この演算とは第１図では詳しい説明を省略した
が、今の場合60度進角した位置で検出器２が出力
信号を発生した直後、マイクロコンピユータは回
転数、マニホールド負圧、冷却水温等の情報を元
にマイクロコンピユータの内部記憶部に記憶され
ている目標進角度を読み出し、必要に応じて補間
計算を行なつて進角度（θ₁）を求める。ここで、
マイクロコンピユータは時系列的に直列な演算を
実行するため、前記のように複雑な演算を実行す
るに要する時間は相当長い場合が多い。

さらに、自動車における内燃機関の回転領域は
通常600（rpm）〜6000（rpm）にも及び、その周
期は４サイクル４気筒の内燃機関においては50
（ｍｓ）〜５（ｍｓ）となるため、今、マイクロコ
ンピユータが必要とする前述の演算時間を１（ｍ
ｓ）とすると、クランク角度に換算して回転数
6000（rpm）時には36度となる。したがつて、前
記方法に基づき検出器２の検出クランク角度を最
大進角度近くにする場合、最大進角度を55度とす
ると、検出器２の検出角度を（60＋36）度に設定
する必要があり、最大進角度近傍から離れること
になり、この方式の特徴を十分に発揮できない。

本発明は、この点に鑑みてなされたもので、最
大進角度近傍のクランク角度を点火時期制御の基
準位置として検出するように設置された第１の検
出器と、この第１の検出器の出力信号と一定の角
度差を有するクランク角度を周期計測のための基
準位置信号として検出するように設置された第２
の検出器と、この第２の検出器の出力信号に応じ
て周期計測演算を行つた後つぎの第２の検出器の
出力信号が生ずるまでの間に進角度を求める演算
を行いこの進角度と前記第１の検出器の出力信号
とにより点火時期を示す時間を求める演算を行い
かつこの時間および前記第１の検出器の出力信号
に基づいて点火時期を制御する処理装置とを備え
ることによつて、前記欠点を除去しようとするも
のである。

第４図は、本発明の一実施例を示す回路図であ
る。第４図において、７は検出器、３１は処理装
置３の入力端子を示す。

なお、図中第１図と同一記号は同一部分を示
す。

第５図は、第４図装置の動作を説明するもので
あり、ｄは検出器７の出力信号を示す。なお、第
２図と同一記号は同一部分の信号を示す。

第４図において、検出器２は第１図の場合と同
様に、内燃機関の上死点を検出し、第５図ａに示
すように出力信号を発生し、処理装置３の入力端
子３３へ送出する。一方検出器７は、最大進角度
近傍であつて、上死点から60度進角したクランク
角度を検出するように設置されているから、第５
図ｄに示すように出力信号を発生する。なお、第
７図は処理装置３の内部を具体的に示した機能ブ
ロツク図である。

まず、安定な回転状態における動作を説明す
る。処理装置３は、検出器２が検出する上死点間
の時間を計測する。例えば、時刻（t₂）に検出器
２の出力信号が立上つた後、処理装置３は時刻
（t₁）（t₂）間の時間が（T₁）であることを算出す
る。処理装置３は周期（T₁）が計測された後、
この周期情報や、マニホールド負圧等の情報を基
にして、処理装置３の内部記憶部の進角度データ
を読み出し、補間計算を実行し進角度を算出し、
さらに冷却水温等の情報によつて適度な補正を行
なつて進角度（θ₁）を求める。その後、検出器７
が出力信号を発生したことを処理装置３が検知す
ると、処理装置３は進角度（θ₁）から時間
（Tθ₁）を求めて点火時期を求める。進角度（θ₁）
から時間（Tθ₁）に変換するに要する時間は短い
ため、これに要する処理時間は無視する。もし無
視できない場合は、この変換処理を検出器２が出
力信号を発生してから、検出器７が出力信号を発
生するまでの時間に実行させればよい。

このようにして、検出器７を上死点前60度に設
置した場合であつても、処理装置３は複雑な演算
を実行する時間的余裕ができる。

次に、過渡時の特性を説明する。第６図は、第
３図の場合と同様に、時刻（t₂）において瞬時に
回転数が変化した場合を示している。周期が
（T₁）から（T₂）に短くなつた場合、進角度
（θ₂）は前述した方法と同様に求めると、まず、
（Tθ₂）＝（60−θ₁）×（T₁）／180となり、また、
（θ₂）＝60−（Tθ₂）×180／（T₂）ゆえに、（θ₂）
＝
60−（60−θ₁）×（T₁）／（T₂）となるため、進角
度の最大遅れ角度は、３倍改善されることにな
る。

以上は、点火時期の制御のみについて説明した
が、通電開始時期の制御は、第１図装置の場合と
同様であるため説明は省略した。

第４図の例では、検出器２の出力信号が上死点
で得られるように設置したが、始動時の点火時期
を決定する位置に設置することによつて、周期計
測用の基準位置信号として兼用することが可能と
なり、始動性を改善できる。

以上説明したように、本発明によれば、最大進
角度近傍のクランク角度を検出する第１の検出器
と、一定の角度差を有するクランク角度を検出す
る第２の検出器を用いて、第２の検出器の出力信
号の周期を計測し、その後、処理装置が演算を実
行して、第１の検出器の出力信号が得られた時刻
からの時間で点火時期を制御することによつて、
点火時期制御の過渡特性を大幅に改善すると同時
に、処理装置の処理時間に与える時間的制約を大
幅に軽減することができるため、比較的処理能力
の低いマイクロコンピユータ等を使用することが
可能となり、安価な装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置を示す回路図、第２図は第１
図の動作説明のためのタイムチヤート、第３図は
第１図の過渡特性図、第４図は本発明の一実施例
を示す回路図、第５図は第４図の動作説明図、第
６図は第４図の過渡特性図、第７図は第４図にお
ける処理装置３の内部を具体的に示した機能ブロ
ツク図である。図中同一符号は、同一または相当部分を示す。
第１図において、１は歯車、２は検出器、３は処
理装置、４は抵抗、５はトランジスタ、６は点火
コイルを示す。第４図において、７は検出器を示
す。

Claims

【特許請求の範囲】１機関の最大進角度近傍のクランク角度を点火
時期制御の基準位置として検出するように設置さ
れた第１の検出器と、この第１の検出器の出力信
号と一定の角度差を有するクランク角度を周期計
測のための基準位置信号として検出するように設
置された第２の検出器と、この第２の検出器の出
力信号に基づいて周期計測を行い、この周期信号
及び上記機関の運転状態に基づいて点火時期を示
す時間を演算により求め、さらに、上記第１の検
出器の出力信号を基準として上記演算時間経過時
に点火信号を発生する処理装置とを備えたことを
特徴とする点火時期制御装置。２上記第２の検出器の出力信号が始動時の点火
時期となるように上記第２の検出器を取り付けた
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の点
火時期制御装置。