JPH03124967A - 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係り、特にアイ
ドル時に各気筒別に点火時期を補正してアイドル回転変
動を抑制する点火時期υ制御装冒に関する。

〔従来の技術〕

多気筒の内燃機関においては、各気筒間で空燃比１点火
時期又は圧縮比等に若干のバラツキが生じることは避り
られず、その結果、気筒毎の発生トルクに差が生じる。

この気筒毎の発生１ヘルクのばらつきは、内燃機関の回
転数の低いアイドル時に大なる影響を及ぼし、アイドル
回転変動を１−じさせる。

そこで、従来よりアイドル時に各気筒別に点火時期を補
正してアイドル回転変動を抑制する内燃機関の点火時期
制御装置が知られている（例えば特Ｕロ昭６１−２３４
２７０号公報）。この従来の内燃機関の点火時期υ制御
装置は、各気筒別に爆発工程中の実際のアイドル回転数
を検出し、その検出アイドル回転数を他の気筒のアイド
ル回転数と同じにする方向に各気筒別の点火時期の補正
値を所定量増減する。

すなわち、アイドル時の点火時期は一般に最適点火時期
ＭＢＴより十分遅角側にあるため、上記の従来の点火時
期制御装置では回転の低い（トルクの小さい）気筒の点
火時期を進角側に補正することによって、各気筒間のア
イドル回転数の差を減少させている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかるに、補正によって点火時期を極端に進めると、Ｍ
ＢＴ手前でもスパーク時の混合気圧ツバ温度１胃不十分
で火が着かず、着火ミスが徐々に発生し始める。この時
アイドル回転数が低くなるので、上記の従来の点火時期
制御Ｉ装置では点火時期を更に進角側に補正し、より多
くの着火ミスが発生し、アイドル回転の安定性が大幅に
悪化する。

また、この防止策として補正値に上限値（固定値）をも
たせる場合もあるが、着火ミス発生点火時期は内燃機関
本体のバランＶや運転条件にょって変化するために、最
悪条件を考えて上記の上限値を決定しなければならず、
進角補正範囲が狭く、十分な補正効果が得られない。

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、アイドル時
に各気筒別に点火［！ｌ′ｊｌｖ１を補正してアイドル
回転変動を抑制する点火時期制！［装置にＪ３いて、着
火ミスに基づき各気筒別の補正直にυ１限を設けること
により、過進角によるアイドル安定性の悪化を防止する
内燃機関の点火時期制御装置を提供することを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理ブロック図を示す。本発明は、ア
イドル時に各気筒別に点火時期補正値を算出し、点火時
期補正値に基づき点火手段１７′Ｉにより内燃機関の点
火プラグ１５の点火時期を制御することにより、アイド
ル回転変動を抑制する点火時期制御装置において、アイ
ドル検出手段１１゜判別手段１２及び点火時期補正！ａ
算出手段１３を具備するようにしたものである。

ここで、上記のアイドル検出手段１１は内燃機関がアイ
ドル運転状態にあることを検出する。また、上記の判別
手段１２はアイドル時における各気筒の夫々について爆
発工程所要時間を算出し、算出した爆発工程所要時間か
ら着火ミス気筒を判別する。

更に上記の点火時期補正値搾出手段１３は、判別手段１
２により判別した気筒の点火時期補正値を点火時期進角
側の上限値として算出する。。

〔作用〕

判別手段１２によって判別された着火ミス気筒の点火時
期補正値を補正値の上限とし、点火０４期補正値詐出手
段１３により補正値のガード処理を行なうことにより、
着火ミスで回転数が落ち込／υでも、それ以上の点火時
用の進角側への補正を抑えることができ、過進角を防止
できる。

また、上記の上限値は一定値ではなく、判別手段１２に
より常にその時のアイドル運転条件小における爆発工程
所要時間に基づいて判別された気筒の点火時期補正１直
であり、その時のアイドル運転条件下における適合値で
ある。

（実施例〕 第２図は本発明の一実施例の構成図を示す。同図中、内
燃機関２０は４気筒火花点火式自動中エンジンで、４個
の点火プラグ１５１〜１５４を有し、また各気筒毎に燃
料噴射弁２１１〜２１４が設けられている。この内燃機
関２０はンイクロ」ノビｌ−夕２２により算出された出
力点火信号に基づいて点火時期が制御される。例えば点
火プラグ１５１〜１５４に対応する第１乃至第４気筒は
、クランク角１８０’ＣＡ毎に第１→第３−→第４→第
２→第１→・・・の順で点火される。２３はイグナイタ
で、マイクロコンピュータ２２からの点火信号ＩＧｔに
よって高電圧を発生すると共に、点火確認信号ＩＧｆを
生成し、これをマイクロコンピュータ２２に送出する。

ディストリ上ｌ−夕２４は上記のイグナイタ２３で発生
した高電圧を分配し、各気筒別に取付けられた４個の点
火プラグ１５＋〜１５４へ順次供給する。また、ディス
トリビュータ２４内にはクランクシャフト４準位置信号
（Ｇ　（０ｉ号）と機関回転信号（Ｎｅ信号）を発生す
るピックアップコイルとタイミングロータが設けられて
いる。上記のＧ信号はクランク角１８０℃Ａ毎に１回出
力される。また、上記のＮｅ信号は例えばクランク角３
０℃Ａ毎に１回出力される。これらのＧ信号及びＮｅ信
号は夫々マイクロ」ンビュータ２２に入力される。

また、２５はスロットルバルブ、２６はスロットルポジ
シコンセンサで、スロットルバルブ２５が全開状態でオ
ンとなるよう構成されている１、スロットバルブ２５の
下流側にはサージタンク２７が設けられている。サージ
タンク２７はインテークマニホルド２８１〜２８４を別
々に介して内燃機関２０の燃焼室に連通されており、ま
た→ノーンタンク２フには、ダイヤフラム式のバキュー
ムセン＋ｊ２９と吸気温センサ３０とが設けられている
。

バキュームセンサ２９は吸気管圧力（ＰＭ）を検出し、
また吸気温センサ３０は吸入空気温度を検出する。イン
テークマニホルド２８１〜２８４内に各々一部が突出す
るよう、各気筒毎の燃料噴射弁２１１〜２１４が設けら
れている。燃料噴射弁２１１〜２１４はインテークマニ
ホルド２８１〜２８４を通る空気流中に、マイクロコン
ピュータ２２の指示に従い、燃料を所定時間噴射する。

点火プラグ１５１〜１５４は内燃機関２０内の各燃焼室
〈図示せず）に一部が突出するよう設けられており、各
燃焼室はエキゾーストマニホルド３１を介して触媒装置
（図示せず）に連通されている。また、３２は水温ゼン
勺で、内燃機関２０の所定位置に設けられ、エンジン冷
」水の水温を検出して水温センサ信号（ＴＨＷ信８）を
出力する。更に、３３は酸素濃度検出センサ（０２セン
サ）で、その一部がエキゾーストマニホルド３１内を１
通突出するように配置され、触媒装置に入る前の排気ガ
ス中の酸素濃度を検出し、その検出信号を？イクロコン
ピュータ２２に入力する。

また、スタータ３４．エアコンスイッチ（Ａ／Ｃスイッ
チ）３５及び重速センサ３６が夫々設けられており、各
々内燃機関が始動中か否かを示寸スタータ信号（ＳＴＡ
）、エアコン作動状態検出信号及び重速信号（ＳＰＤ）
が夫々生成されてマイクロコンピュータ２２へ供給され
る。スロットルポジションセンサ２６．スタータ３４．
重速センサ３６等は前記アイドル検出手段１１を構成し
ている。また、イグナイタ２３及びディストリビュータ
２４は前記点火手段１４を構成している。

ンイクロコンビ１−夕２２はバッテリ３７から動作電源
電圧が印加され、前記した判別手段１２及び点火時期補
正値算出手段１３を実現するための処理動作を行なう。

マイクロコンピュータ２２のハードウェア構成は、第２
図に概略を示すように、中央処理装置（ＣＰＵ）３８．
作業領域として使用されるランダム・アクセス・メモリ
（ＲＡＭ）３９．処理プログラムを格納したリード・オ
ンリ・メモリ（Ｒ−ＯＭ＞４０．エンジン停止後もデー
タ保持するバックアップＲＡＭ４１．Ａ／Ｄ変換器４２
及び入出力インタフェース回路４３などからなり、これ
らは双方向のバス４４を介して接続されている。

ディストリビュータ２４．スタータ３４．Ａ／Ｃスイッ
チ３５．スロットルポジションセンサ２６．０２センサ
３３からの各出力信号は入出力インタフェース回路４３
を介してＣＰＵ３８へ供給される。また、バキュームセ
ンサ２９．吸気温センサ３０．水温センサ３２からの各
検出信号は入力インタフ１−ス回路（図示せず）を介し
て順次Ａ／Ｄ変換器４２に選択入力され、ここでディジ
タル信号に変換された後、ＲＡＭ３９に格納される。

かかるハードウェア構成の本実施例の点火時１ｇ３制御
装置にお・いては、着火ミスを以下の原理に着目して検
出するものであり、その原理について第３図と共に説明
する。第３図は、１つの気筒の点火時期を変えた時のそ
の気筒の爆発り程所曹旧聞と、直前の点火気筒の爆発Ｔ
程所要旧間との差（これを１Ｄ１１８０」と記すものと
する）を示１゜ここで、ＤＴ１８０は正のとき直前の点
火気筒に対し機関回転数が低く、負のとき機関回転数が
高いことを示している。

第３図かられかるように、点火時期を進角させるにつれ
てＤＴ１８０が小さくなる（機関回転数が高くなる）が
、更に進角させると突然ＤＴ１８０が極端に大なる値と
なり、またこの時着火ミスが起きることが本発明者の実
験により確められた。そこで、本実施例ではこの０丁１
８０を着火ミス領域と着火領域との境界に対応した所定
値と比較し、ＤＴ１８０がこの所定値以上となったとき
着火ミスと検出する。

次にマイクロコンピュータ２２による本実施例の作用動
作について第２図と第４図及び第５図のフローチャート
と共に説明する。第４図は前記したアイドル検出手段１
１及び点火時期補正（直算出手段１３を実現するフロー
チャートで、ディストリビュータ２４からのＧ信号に基
づきピストンの上死点（ＴＤＣ）と下死点（ＢＤＣ）の
各々に対応した１８０℃Ａ毎に第４図に示す割込みルー
チンが起動される。まず、ステップ５１でデイストリビ
ュー夕２４からのＧ信号の周期、つまり爆発工程の１８
０℃八所要へ間く丁１８０）が算出され、その算出結果
が第２図のＲＡ　Ｍ　３９に格納された後、続いてステ
ップ５２でアイドル状態か否かが、エンジン回転信号Ｎ
ｅ、スロットルポジションセンサ２６からのＩＤＬ信号
、車速信号ＳＰＤ、スタータ信号ＳＴＡ、水温センサ信
号ＴＩ−ＩＷ等に基づいて判定される。このステップ５
２により前記アイドル検出手段１１が実現される。ステ
ップ５２でアイドル状態でないと判定されたときは、補
正上限値△ＭＡＸの初期値として１０℃Ａを設定した後
、この割込みルーチンを終了する。

他方、ステップ５２でアイドル状態であると判定された
ときは、ステップ５１で今回算出された爆発工程所要時
間Ｔ１８０から、前回のこの割込みルーチンで算出され
た６竹の点火気筒の爆発工程所要時間Ｔ１８０を差し引
いた差分り丁１８０を算出し、その算出結果をＲＡＭ３
９に格納する（ステップ５４）。続いてステップ５５で
は今回のステップ５１で算出されたＴ１８０が膨張工程
であった気筒を判別し、その気筒に対応する補正値を気
筒別補正＋ａＡＣＹＬ１〜ＡＣＹＬ４の中から選択し、
ＡＣＹＬに代入する。すなわち、今回のステップ５１で
算出されたＴ１８０が例えば点火プラグ１５゜に対応す
る第１気筒の爆発工程所要時間であったときは、ＲＡＭ
３９から第１気筒の気筒別補正値ＡＣＹＬＩを読み出し
、それをＡＣＹＬに反映させる。

次に、ステップ５６で第３図と共に説明した原理に基づ
き、着火ミスが起きたかどうかを判定する。すなわち、
前記差分ＤＴ１８０と例えば第１の設定時間２．０１５
とを比較し、ＤＴ１８０が２．０＋＋＋ｓより長いとき
は着火ミスと判断しステップ６１へ進み、また２、０＋
＋＋Ｓ以下のときは着火ミスなしと判断しステップ５７
へ進む。上記のステップ５６は前記判別手段１２に相当
する。

ステップ５７では、上記差分ＤＴ１８０と第２の設定時
間０．２ｍｓとを比較し、ＤＴ１８０が０．２ｍｓ以下
のときは現在の補正値で適当な値であると判断し、この
割り込みルーチンの処理を終了する。他方、ＤＴ１８０
が０．２ｍＳより長いときは、現在の補正値ではまだ点
火時期が遅角側であると判断し、ステップ５８へ進んで
補正値ＡＣＹＬを更に１℃Ａ進角側に進めた値に変更し
た後、ステップ５９で変更後の補正値ＡＣＹＬと補正上
限値ＡＭＡＸとを大小比較する。

ステップ５９において、ＡＣＹＬが補正上限値ＡＭＡＸ
以上の大なる値のときは過進角と判断して、次のステッ
プ６０でＡＣＹＬの値を補正上限ＩＡＭＡＸにｉ＋１限
する。また、ステップ５９でＡＣＹＬが補正上限値より
小なる値と判定されたときは、変更後のＡＣＹＬが適当
な補正値であると判定してステップ６２へ進み、そのＡ
ＣＹＬを今回算出したＴ１８０の気筒に対応する気筒別
補正値ＡＣＹＬｉ（ただし、ｉ−１〜４）に代入し、Ｒ
ＡＭ３９に格納する。

他方、前記ステップ６１では着火ミスとの判断結果に基
づき、補正値ＡＣＹＬの値を１℃Ａ遅角側にした値に変
更した値を補正上限値ＡＭＡＸに代入した後ステップ６
０へ進み、そのＡＭＡＸを補止値ＡＣＹＬに代入する。

ステップ６０で補正上限値ＡＭＡＸに設定された補正値
ＡＣＹＬが次のステップ６２で今回算出したＴ　１８０
０気筒に対応する気筒別補正値ＡＣＹＬ　ｉに代入され
、点火時期補正値としてＲＡＭ３９に格納される。

次に、第４図に示すフローチャートに従って算出された
気筒別補正値ＡＣＹＬＩ〜ＡＣＹＬ４を用いた点火時期
３１算について第５図と共に説明する。第５図に示す点
火時期計算ルーチンは例えばメインルーチンで、１８０
℃八所要へ間以下の時間で起動され、まｆ１ステップ７
１では前記ステップ５２と同様にしてアイドル状態か否
か判定され、アイドル状態のときは次のスーアップ７２
へ進み、ＲＡＭ３９に格納されている気筒別補正値ＡＣ
Ｙし１〜ＡＣＹＬ４のうち、次に点火されるべき気筒の
一つの気筒別補正値が読み出され、Ａ　ＣＹ　Ｉ−Ｘに
代入される。

続いて、ステップ７３で上記のＡＣＹＬの値を前回の出
力進角値ＡＯＰに加算した値を新たな出力進角値ＡＯＰ
とし、この点火時期ｈｉ算シル−チン終了する。この出
力進角値ＡＯＰに基づく点火信号が第２図のイグナイタ
２３へ送出される。なお、ステップ７１でアイドル状態
でないと判断されたときは、この点火時期ｉｔ　Ｒルー
チンによる計算を行なうことなく、別のルーチンへ移行
する。

次に本実施例による点火時期補正値とエンジンの回転数
について、従来の点火時期制御装置によるものと対比し
て説１１Ｊする。第７図（Ａ＞は前記した従来の点火時
期制御装置のエンジン回転数と補正値との関係を示す。

時間の経過と共に補正値を大にしていくと、点火時期が
進角側へ進んでいき、それに伴ってエンジン回転数の変
動が小さくなっていくが、ある時点で着火ミスが発生し
、これによりエンジン回転数が大きく落ち込む。このた
め、補正値は更に大になり、点火時１１Ｊｆは過准角と
なってアイドル時のエンジン回転数が大幅に変動する。

これに対し、本実施例によれば、第７図（８）に実線１
で示す如く、点火詩朋補正（＾ＣＹＬｉ）が時局の経過
と共に大になり、それにより点火り期が進角側へ進んで
アイドル時のエンジン回転数の変動が小さくなっていき
、ある時点で着火ミスが発生すると、点火時期補正値＜
ＡＣＹＬ　ｉ　）が着火ミス発生直前の補正上限値ＡＭ
ＡＸに制限される。

このため、本実施例によれば、着火ミス発生直前の点火
時期補正値を上限とし、アイドル時のエンジンの回転数
変動は低く抑えられ、安定化される。

次に本発明の他の実施例について第６図と共に説明する
。第６図中、第４図と同一処理ステップには同一符号を
伺し、その説明を省略する。第６図のステップ５６にお
いて、差分Ｄ１１８０が第１の設定時間２．０１１３よ
りも長いとぎは、爆発工程完了直後の気筒の爆発■貯所
要時間がその直前の点火気筒の爆発工程所要時間より極
端に長い場合であり、このときは着火ミスと判断してス
゛アップ８１に進み、補正値ＡＣＹＬの値を１℃Ａ遅角
側に遅らせる値に変更した後ステップ８２へ進む。

また、ステップ５６において差分ＤＴ１８０が２．０ｍ
ｓ以下の値と判断されたときは、ステップ５７で（０１
８０と第２の設定時間０．２ｍｓと比較し、ＤＴ１８０
が０．２ｍｓより長いときはステップ５８へ進み、補正
値ＡＣＹＬの値を１℃Ａ進角側に進めた値に変更した後
ステップ８２へ進む。

ステップ８２ではステップ８１又は５８で算出した補正
値ＡＣＹＬを、気筒別補正値ＡＣＹＬ１〜ＡＣＹＬ４の
うち爆発工程完了直後の１つの気筒別補正値に代入し、
その気筒の点火時期補正値としてＲＡＭ３９に格納する
。

この実施例によれば、第７図（Ｂ）に■で示す如く、着
火ミス検出時点以後は、点火時期補正値がｔ１℃への振
動的変化をするから、着火ミス検出時点の気筒別補正値
が上限値とされて補正ｆｆｉのガード処理が行なわれる
。これにより、この実施例も従来に比べてアイドル回転
変動を抑制することができる。しかも、上記の各実施例
はいずれもその時の運転条件下において着火ミスを０丁
１８０から検出しているから、−律に固定上限値を設定
する場合に比べて運転条件に応じて最適な点火時期補正
値を算出することができ、従って従来に比べて等価的に
補正範囲を拡大することができる、。

なお、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく
、例えばＴ１８０の代りにエンジン回転数ＮＥを用い、
またＤＴ１８０の代りに１８０℃Ａの間のＮＥの差分（
ＤＮＥ）を用いてもよい。この場合、例えばＤ　Ｎ　Ｅ
　＜　−３２ｒｐＩ１１時、着火ミスト判定できる。

また、着火ミスを直前の気筒からのエンジン回転数の低
下で検出するのではなく、最新のすべての気筒の回転数
の平均値からのエンジン回転数の低下で検出してもよい
。

〔発明の効果〕

上述の如く、本発明によれば、着火ミスを検出した時の
点火時期補正値を上限値とし、過進角によるアイドル安
定性の悪化を防止するようにしたため、着火ミスによる
アイドル回転変動を抑制することができ、また着火ミス
発生状況に応じてその時のアイドル運転条件下における
適合値を点火時期補正値としているから、固定の上限値
を設Ｇノる従来装置に比べ進角範囲を拡大することがで
きる等の特長を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理ブロック図、第２図は本発明の一
実施例の構成図、第３図は着火ミス検出原理の説明図、
第４図は本発明の要部の一実施例の動作説明用フローチ
ャート、第５図は本発明における点火詩期語算ルーチン
を示す図、第６図は本発明の他の要部の一実施例の動作
説明用フローチャート、第７図は従来と本発明の一実施
例との補正値及びエンジン回転数の変化を対比して示す
図である。 １１・・・アイドル検出手段、１２・・・判別手段、１
３・・・点火時期補正値算出手段、１４・・・点火手段
、１５．１５＋〜１５４・・・点火プラグ、２ｏ・・・
内燃機関、２１１〜２１４・・・燃料噴射弁、２２・・
・マイクロフンピユータ、２３・・・イグナイタ、２４
・・・ディストリビュータ。 第３３ ２１図 竿７図 （Ａ） （Ｂ） 第４図 −４６７− 第５図 −，１６８−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 アイドル時に各気筒別に点火時期補正値を算出し、該点
   火時期補正値に基づき点火手段により内燃機関の点火プ
   ラグの点火時期を制御することにより、アイドル回転変
   動を抑制する内燃機関の点火時期制御装置において、 内燃機関がアイドル運転状態にあることを検出するアイ
   ドル検出手段と、 アイドル時における各気筒の夫々について爆発工程所要
   時間を算出し、算出した該爆発工程所要時間から着火ミ
   ス気筒を判別する判別手段と、該判別手段により判別し
   た気筒の前記点火時期補正値を点火時期進角側の上限値
   として算出する点火時期補正値算出手段と、を具備する
   ことを特徴とする内燃期間の点火時期制御装置。