JPH03253766A - 内燃機関の点火時期及び燃料噴射制御装置 - 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、各気筒間の位相差相当のクランク角毎に基準
信号を発生すると共に、所定のクランク角位置で気筒判
別信号を出力するクランク角センサを備えた内燃機関の
点火時期及び燃料噴射を制御する装置に関する。

〈従来の技術〉 従来、内燃機関の電子制御式の点火制御装置では、機関
運転状態に応じて点火時期（クランク角位Ｗ）を設定し
、このタイミングにて点火信号を出力することにより点
火を行わせるのであるが、このために、各気筒の所定ク
ランク角位置で基準信号を発生すると共にクランク角１
°又は２°毎の単位信号を発生するクランク角センサを
用い、各気筒の基準信号発生後の単位信号の発生数を計
測してクランク角位置を知ることにより、設定された点
火時期にて点火を行わせるのが一般的である。前記点火
時期の設定に際しては、前記単位信号の単位時間当たり
の出力回数若しくは基準信号の発生周期により機関回転
速度を演算し、該機関回転速度を含む機関運転条件に基
づいて設定される。

また、内燃機関の電子制御式の燃料噴射装置でも、前記
同様にして演算された機関回転速度を含む運転条件に基
づいて燃料噴射量を設定するのが一般的である。

しかし、単位信号発生機能を有するクランク角センサは
高精度を要求されコスト高につく。

そこで、基準信号と気筒判別信号のみを発生するクラン
ク角センサを用い、基準信号の発生時に基準信号の発生
周期（前回の基準信号からの時間）を演算し、この周期
に基づいて基準信号からの点火時期までの時間を推定演
算し、この時間の経過時に点火信号を出力して点火を行
わせる時間制御方式のものが考えられている。尚、特開
昭６１２８６５８４号公報にフェールセーフを目的とす
るものではあるが時間制御方式のものが開示されている
。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、上記クランク角センサを用いて点火時期制御
や燃料噴射制御を行う装置にあっては、始動時に後述す
るような問題を有していた。

即ち、始動時には従来スタータによるクランキングの開
始後、基準信号及び気筒判別信号の総出力回数が所定回
数（例えば４気筒機関では４回）を超えてから、前記各
信号の発生周期の変化状態に基づいて点火時期気筒の判
別を開始する。ところが、気筒が判別される前に気筒判
別信号を読み込むと、第４図の点線に示すように、信号
の立ち上がり毎の周期より機関回転速度を演算するため
、該気筒判別信号出力後基準信号が２回出力されるまで
の間は短い周期に基づいて高回転速度であると誤検出す
る。このため、該誤検出された高回転速度に応じて、目
標値より大きく進角側に点火時期が誤制御されてしまい
ノッキングが誘発され、また、燃料噴射量も誤設定され
てしまい、始動時噴射性能を低下させていた。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みなされたもの
で、上記タイプのクランク角センサを使用する内燃機関
において、気筒判別開始後の所定期間は点火時期を基準
信号の発生に同期させ、機関回転速度の演算値を所定回
数前の演算結果との比較に基づいて補正する構成とする
ことにより上記問題点を解決した内燃機関の点火時期及
び燃料噴射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〉 このため本発明に係る内燃機関の点火時期装置は第１図
に示すように、各気筒間の位相差相当のクランク角毎に
基準信号を出力すると共に所定のクランク角位置で気筒
判別信号を出力するクランク角センサを備えた内燃機関
の点火時期制御装置において、クランクキング開始から
気筒判別開始後所定期間を経過するまでの期間を計測す
る計測手段と、該計測手段により計測される期間中、基
準信号の出力に同期して全気筒に点火信号を出力する第
１点火時期制御手段と、気筒が判別された後は基準信号
発生時から点火時期設定手段により設定された点火時期
までの時間を、少な（とも基準信号の発生周期の演算値
に基づいて推定演算し、基準信号発生時から前記演算さ
れた時間の経過時に所定気筒に点火信号を出力する第２
点火時期制御手段を備えた構成とする。

また、本発明に係る内燃機関の燃料噴射制御装置は第２
図に示すように、前記同様のクランク角センサを備える
と共に、基準信号の発生周期に基づいて演算される機関
回転速度を含む機関運転条件に基づいて燃料噴射量を設
定する燃料噴射量設定手段を備えてなる内燃機関の燃料
噴射制御装置において、クランクキング開始から気筒判
別開始後所定期間を経過するまでの期間を計測する計測
手段と、該計測手段により計測される期間中、最新の基
準信号出力時に演算された機関回転速度と、所定回数前
の基準信号出力時に演算された機関回転速度に対し設定
されたりくット値を加算して得られる機関回転速度とを
比較し小さい方の値を燃料噴射量設定用の値として選択
する選択手段を設けた構成とする。

〈作用〉 クランキング開始後所定期間を経過してから（例えばク
ランク角センサからの基準信号の出力回数が所定回数を
超えてから）これら信号の発生周期の変化状態に基づい
て点火時期気筒の判別を開始する。

そして、計測手段により計測されるクランクキングを開
始してから前記気筒判別開始後気筒が判別されるまでの
間は、第１点時期制御手段により基準信号に同期して点
火信号を出力し、気筒が判別された後は第２点火時期制
御手段により基準信号発生時から点火時期設定手段によ
り設定された点火時期までの時間を少なくとも基準信号
の発生周期の演算値に基づいて推定演算し、基準信号発
生時から前記演算された時間の経過時に点火信号を出力
する。

また、選択手段は、前記気筒判別開始後気筒が判別され
るまでの間は最新の基準信号出力時に演算された機関回
転速度と、所定回数前の基準信号出力時に演算された機
関回転速度に対し設定されたリミット値を加算して得ら
れる機関回転速度とを比較し小さい方の値を燃料噴射量
設定用の値として選択して燃料噴射量設定手段に出力す
る。

〈実施例〉 以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

請求項１の発明に係る点火時期装置及び請求項２の発明
に係る燃料噴射制御装置を備えた一実施例の構成を示す
第３図において、内燃機関１には、エアクリーナ２．吸
気ダクト３．スロットルチャンバ４及び吸気マニホール
ド５を介して空気が吸入される。

吸気ダクト３には、エアフローメータ６が設けられてい
て、吸入空気流量Ｑを検出する。スロ・ントルチャンバ
４には図示しないアクセルペダルと連動するスロットル
弁７が設けられていて、吸入空気流量Ｑを制御する。前
記スロットル弁７には、その開度ＴＶ○をポテンショメ
ータにより検出するスロットルセンサ１５が付設されて
いる。

吸気マニホールド５には、各気筒毎に電磁式の燃料噴射
弁８が設けられていて、図示しない燃料ポンプから圧送
されプレッシャレギュレータにより所定の圧力に制御さ
れる燃料を吸気マニホールド５に噴射供給する。

燃料噴射量の制御は、マイクロコンピュータ内蔵のコン
トロールユニット９において、エアフローメータ６によ
り検出される吸入空気流量Ｑと、ディストリビュータ１
３に内蔵されたクランク角センサ１０からの信号に基づ
き算出される機関回転速度Ｎとから基本燃料噴射量ＴＰ
を演算し、この基本燃料噴射量ＴＰを冷却水温度等に基
づいて補正することにより最終的な燃料噴射量Ｔ、を演
算し、この燃料噴射量Ｔ１に相当するパルス幅の駆動パ
ルス信号を機関回転に同期して燃料噴射弁８に出力する
ことにより、機関１に対して要求量の燃料が噴射供給さ
れるようになっている。尚、上記の燃料噴射量Ｔ１を演
算する機能が燃料噴射量設定手段に相当する。

ここで、前記クランク角センサ１０は、第４図に示すよ
うに各気筒の圧縮上死点前７５°の位置で立ち上がり圧
縮上死点前５°の位置で立ち下がる基準信号ＲＥＦを出
力すると共に、特定の基準信号に近接して小パルスの気
筒判別信号を出力する。

そして、前記機関回転速度の検出は、基準信号ＲＥＦ位
置の発生周期（前回の基準信号ＲＥＦ発生時からの時間
）の逆数として演算する。但し、クランキングの開始後
所定期間を経過してから、り０ ランク角センサ１０からの各信号の発生周期の変化状態
に応じて点火時期気筒の判別を開始し、その後気筒が判
別されるまでの間は、最新の信号出力時に演算される機
関回転速度と、２回前に信号が出力された時に演算され
た機関回転速度に、当該機関回転速度に応じて設定され
たＩＪ　ミツト値を加算して得られる機関回転速度とを
比較し小さい方の値を燃料噴射量設定用の値として選択
する。

また、機関１の各気筒には夫々点火栓１１が設けられて
いて、これらには、点火コイル１２にて発生する電圧が
ディストリビュータ１３を介して常時印加され、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１２は、付設されたパワートランジスタ１２
ａを介して高電圧の発生時期が制御されるようになって
いる。したがって点火時期（点火進角値）ＡＤＶＴの制
御は、前記パワートランジスタ１２ａのＯＦＦ時期をコ
ントロールユニット９からの点火時期信号で制御するこ
とにより行う。この場合、コントロールユニット９は、
前記気筒判別開始後気筒が判別された後は１ 機関運転状態に応じた点火時期制御を行う。即ち前記基
本燃料噴射量ＴＰと機関回転速度Ｎとにより区分される
複数の運転領域毎にＲＯＭに記憶しであるマツプから、
当該運転条件に対応する基本点火時期ＡＤＶｏを検索し
て求め、所定のノッキング検出運転領域においては、ノ
ンキングセンサ１４により検出される信号に基づいてノ
ッキングの有無を判別して進遅角補正を行い、最終的な
点火時期ＡＤＶを設定する。以上の機能は点火時期設定
手段に相当する。一方、前記クランク角センサ１０から
の基準信号ＲＥＦに基づき、基準信号ＲＥＦ発生時から
点火時期ＡＤＶまでの時間ＡＤＶＴを推定演算し、基準
信号ＲＥＦ発生時からタイマで計時して演算された時間
の経過時に点火信号（パワートランジスタ１２ａのＯＦ
Ｆ信号）を出力する。以上の機能は第２点火時期制御手
段に相当する。

また、前記気筒が判別される前は基準信号ＲＥＦの立ち
下がりに同期して点火信号を出力する。

ここで、コントロールユニット９によって行われる気筒
判別及び気筒が判別される前の点火時期２ 制御及び燃料噴射量設定用の機関回転速度演算ルーチン
を第５図のフローチャートに示すプログラムに従って説
明する。

第５図のフローチャートに示すプログラムは、クランク
キング開始後クランク角センサ１０から出力される信号
の立ち上がりにトリガされて実行され、信号の出力回数
が所定値に達するまで実行される。

ステップ（図ではＳと記す）１では、前回の基準信号Ｒ
ＥＦ出力時から今回の基準信号ＲＥＦ出力時までの周期
から、その逆数に比例する値として機関回転速度Ｎ８を
演算する。

ステップ２では、ステップｌで演算された機関回転速度
Ｎ８をＮ　Ｍ　Ｅ　Ｍ　Ａｄｏにセットすると共に、前
回演算されＮ　Ｍ　Ｅ　Ｍ　Ａａ。にセットされていた
値をＮＭＥＭヶｄｉにセットし直し、同様に前々回演算
されＮＭＥＭＡ□にセットされていた値をＮＭＥＭＡｄ
ｏにセットし直す。つまり、最新及び過去２回の機関回
転速度のデータが夫々のメモリにセットされる。

ステップ３では、クランクキング開始後の基準信号ＲＥ
Ｆの出力回数をカウントするカウンタＲＣの値が、設定
値ＲＣｏ以下であるか否かを判別する。ここで、気筒判
別は基準信号ＲＥＦの所定回数経過後、例えば４気筒機
関では信号出力回数５回目から開始される。また、気筒
判別開始後信号が２回出力されるまでは気筒判別を確実
に行うことができない。即ち、気筒判別信号が出力され
ると、前述したようにその時点で演算される機関回転速
度と、次回基準信号出力時に演算される機関回転速度と
は共に高速側に検出された値となる。

したがって、回転変動による気筒誤判別を避けるために
は、前記高速側に検出される２回分と、前後何れか１回
分又は高速側に検出される１回分と残り２回分の計３回
分を検出する必要がある。そこで、上記の例では気筒判
別開始後基準信号ＲＥＦの出力回数２回分つまりＲＣ，
＝６となる。

そして、ステップ３でＲＣ≦ＲＣ，と判定された時には
ステップ４へ進み、点火時期を基準信号ＲＥＦの立ち下
がりに同期して行う始動時用点火３ ４ 時期制御を実行する。即ち、ステップ３の機能が計測手
段に相当しステップ４の機能が第１点火時期制御手段に
相当する。

また、ＲＣ＞ＲＣ，と判定された時には、当該始動時用
の点火時期制御及び機関回転速度の選択を終了する。

ステップ５では、ステップ２でＮＭＥＭＡｄ□にセット
された前々回の機関回転速度の演算値に基づいてＲＯＭ
に記憶されたリミット量ＤＮＥＬＭＴを検索する。この
値はＮＭＥＭＡｄ□が低い時はど高い値に設定される。

ステップ６では、ステップ１で演算された値と前記ＮＭ
ＥＭＡｄ□にＤＮＥＬＭＴを加算した値とを比較する。

そして、前者の値が後者の値以下のときは、現状を維持
するが、前者の値が後者の値より大きい場合には、ステ
ップ７へ進み、後者の値を最新の機関回転速度の演算値
ＮｅとしてＮＭＥＭＡｄｏをセットし直す。即ち、前者
の値と後者の値との中小さい方が、燃料噴射量演算用の
機関回転速度の検出値として選択される。即ち、ステ５ ツブ５〜ステツプ７までの機能が選択手段に相当する。

かかる構成とすれば、第４図に示すようにクランクキン
グ開始後気筒判別が為されるまでの間（ＲＣ≦ＲＣ，）
は、基準信号ＲＥＦに同期した点火時期を継続すること
で気筒判別信号により高速側に誤検出された機関回転速
度Ｎに基づく点火時期の進角側への誤制御を防止でき、
ノッキングの発生を抑制できる。

又、燃料噴射量の設定も前記期間中は機関回転速度の高
速側への検出誤差をリミット値で制限することにより可
及的に誤差の小さい設定を行え、始動性を良好に維持で
きる。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、クランクキング開
始後気筒判別が為されるまでの間の機関回転速度の誤検
出による点火時期又は燃料噴射量の誤制御を極力防止で
き良好な点火時期制御又は燃料噴射制御を行えるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

６ 第１図は、請求項１に係る発明の構成を示すブロック図
、第２図は、請求項２に係る発明の構成を示すブロック
図、第３図は、本発明の一実施例の構成を示す図、第４
図は、本実施例で使用するクランク角センサからの信号
に基づく点火時期及び機関回転速度の演算を説明するた
めのタイミングチャート、第５図は同上実施例の制御ル
ーチンを示すフローチャートである。 １・・・ｔＨｓＪｉ　　　９・・・コントロールユニッ
ト１０・・・クランク角センサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）各気筒間の位相差相当のクランク角毎に基準信号
   を出力すると共に所定のクランク角位置で気筒判別信号
   を出力するクランク角センサを備えた内燃機関の点火時
   期制御装置において、クランクキング開始から気筒判別
   開始後所定期間を経過するまでの期間を計測する計測手
   段と、該計測手段で計測される期間中、基準信号の出力
   に同期して全気筒に点火信号を出力する第１点火時期制
   御手段と、前記所定期間経過後は基準信号発生時から点
   火時期設定手段により設定された点火時期までの時間を
   、少なくとも基準信号の発生周期の演算値に基づいて推
   定演算し、基準信号発生時から前記演算された時間の経
   過時に所定気筒に点火信号を出力する第２点火時期制御
   手段を備えたことを特徴とする内燃機関の点火時期制御
   装置。
2. （２）各気筒間の位相差相当のクランク角毎に基準信号
   を発生すると共に所定のクランク角位置で気筒判別信号
   を出力するクランク角センサを備えると共に、基準信号
   の発生周期に基づいて演算される機関回転速度を含む機
   関運転条件に基づいて燃料噴射量を設定する燃料噴射量
   設定手段を備えてなる内燃機関の燃料噴射制御装置にお
   いて、クランクキング開始から気筒判別開始後所定期間
   を経過するまでの期間を計測する計測手段と、該計測手
   段により計測される期間中、最新の基準信号出力時に演
   算された機関回転速度と、所定回数前の基準信号出力時
   に演算された機関回転速度に対し設定されたリミット値
   を加算して得られる機関回転速度とを比較し小さい方の
   値を燃料噴射量設定用の値として選択する選択手段を設
   けたことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。