JPH03267575A - 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、機関の所定クランク角位置で発生する基準信
号の周期及び基準信号の発生周期の変化率に基づいて点
火時期までの時間を推定演算し、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内燃機
関の制御装置に関する。

〈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（クランク角位置）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。

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
用ＩＪｉ（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６１−２８６５８４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。

しかしながら、かかる時間制御方式の制御装置では回転
変化による点火時期ずれまでは予想していないため、加
速などにより機関回転の上昇があると点火時期等が遅れ
側にずれ、アフターバーン。

パワー不足、失火（点火時期のずれ）、ｃｏ、ＨＣの排
出量の増大、燃費の悪化が発生し、また減速などにより
機関回転の下降があると、点火時期等が進み側にずれ、
失火、ノッキング（点火時期のずれ）が発生するという
問題点があった。

そこで上記クランク角センサを用いて、基準信号の発生
周期の他、発生周期の変化率（最新の発生周期と前回の
発生周期との偏差）を演算し、これら発生周期と、その
変化率とに応じてクランク角速度変化をも考慮してより
高精度に推定演算して点火時期制御を行うことが試みら
れている。

即ち、クランク角センサは、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を出力している
。

そして、前記クランク角センサからの基準信号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、後述する演算式により推定演算し、
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を出力する。

ＡＤＶＴ＝ＴＲＥＦＬ　Ｘ　（７５−ＡＤＶ）／１１０
ＫＸ（ＴＲＥＦＯ−ＴＲＥＦ）　Ｘ　（７５−ＡＤＶ）
／１８０・・・（１） 上記（１）式右辺の第１項は基準信号ＲＥＦ発生周期に
比例した値、即ち、回転速度が一定であるとして推定さ
れる時間を示す値（以下比例制御値と称する）である。

また第２項は基準信号ＲＥＦ発生周期の変化率に比例定
数Ｋを乗じた値であり、基準信号ＲＥＦの発生周期の変
化率から前記比例制御値を補正すべき値として予想する
値（以下予想制御値と称する）である。即ち予想制御値
は、回転速度が増加変化する時には該増加率の大きさに
応じて点火時期を早め、つまり進角方向に補正し、回転
速度が減少変化する時には該減少率の大きさに応じて、
点火時期を遅らせ、つまり遅角方向に補正するものであ
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、クランク角
速度変化をも考慮してより高精度に推定演算して点火時
期制御を行うものにおいては、後述するような問題を有
していた。

先ず、第４図に示す期間ａにおいて、クランク角速度が
上昇し、期間すにおいて該クランク角速度が定常状態と
なついる場合について述べる。

比例制御値はＴＲＥＦＬを演算した時のクランク角速度
とＲＥＦ発生時のクランク角速度とが一定であるので、
エラーが生じることはないが、予想制御値はＴＲＥＦＯ
とＴＲＥＦとの変化率に比例定数Ｋを乗じて演算してい
るので、期間すにおいても期間ａと同様なりランク角速
度の上昇率であるとして予想制御を行うので、結果とし
て進角側に点火エラーが発生する。

さらに期間ａにおいてはクランク角速度が上昇し、期間
すにおいて逆にクランク角速度が下降している場合は、
比例制御値においても進角側にエラーが生じ、また予想
制御値にあってもクランク角速度が上昇しているとして
進角側へ予想するため、実際の点火時期は両者のエラー
により進角方向の誤差をより拡大される結果となって失
火、ノッキングの発生を助長することとなり、機関の破
損につながりかねないという問題点がある。

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、機関回転の上昇や下降による制御タイミングのずれ
を基準信号の発生周期の変化率に基づいて推定演算する
際に、変化率に基づく誤った制御による制御性の悪化を
最小限に留めて制御性の向上が図れるようにした内燃機
関の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〉 このため本発明は第１図に示すように、機関の所定クラ
ンク角位置で基準信号を発生するクランク角センサを備
え、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、基準信号の発生周期に比例
する比例制御値と基準信号の発生周期の変化率から前記
比例制御値を補正すべき値として予想する予想制御値と
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点火時期制御手
段を備える内燃機関の点火時期制御装置において、 前期予想制御値の絶対値が所定値以上の場合は該予想制
御値を所定値に固定する予想制御値固定手段を設ける構
成とする。

〈作用〉 前期比例制御値の補正値としての予想制御値の絶対値が
所定値以上の場合は、予想制御値固定手段が該予想制御
値を所定値に固定する。

点火時期制御手段は、基準信号発生時からの時間が比例
制御値と前期所定値とに基づいて演算された時間だけ経
過した時に点火信号を出力する。

〈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。

一実施例の構成を示す第２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。スロットルチャンバ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ＴＶＯをポテンシヨメー
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Ｔ、
を演算し、この基本燃料噴射量ＴＦ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。

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
）の逆数として演算される。

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からの点火時期制御で制御するこ
とにより行う。この場合、前記クランク角センサ１０か
らの基準信号ＲＥＦに基づき、第４図を参照して後述す
る演算式により基準信号ＲＥＦ発生時から点火時期ＡＤ
Ｖまでの時間ＡＤＶＴを、後述する演算式により推定演
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大信号（パワートランジスタ１
２ａのＯＦＦ信号）を出力する。

ＡＤＶＴ−ＴＲＥＦＬ　Ｘ　（７５−ＡＤＶ）／１１０
−ＫＸ（ＴＲＥＦＯ−ＴＲＥＦ）　Ｘ　（７５−ＡＤＶ
）／１８０・・・（１） ここで、前述の如く上記（１）式右辺の第１項は比例制
御値であり、第２項は予想制御値になっている。

コントロールユニット９は、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より、当該運転条件に対応
する点火時期ＡＤＶを検索して求める。

ここで、本実施例に係るコントロールユニット９によっ
て行われる点火時期ＡＤＶの進遅角制御を、第３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３図のフローチャートに示すプログラムは、クランク
角センサ１０の基準クランク角毎（４気筒内燃機関では
１８０　”毎）のリファレンス信号ＲＥＦが出力される
毎に実行される。

ステップ（図ではＳと記す）１では、当該基準信号ＲＥ
Ｆ入力時から後述するようにして演算される点火時期ま
での時間ＡＤＶＴを計時するタイマＴをＯリセットする
。

ステップ２では、前記（１）式における予想制御値ＡＤ
Ｙ＝ＫＸ（ＴＲＥＦＯ−ＴＲＥＦ）　Ｘ　（７５−ＡＤ
Ｖ）／１８０を算出する。

ステップ３では、前記ステップ２で算出した予想制御値
ＡＤＹの正負を判断し、正の場合はステップ４に進む。

ステップ４では予想制御値ＡＤＹ　（ＡＤＹ　＞　Ｏ”
）が、所定値ＳＬ　（ＳＬ＞　Ｏ）以上か否かを判断し
、所定値ＳＬ以上であると判断された場合はステップ５
に進む。

ステップ５では、予想制御値ＡＤＹが所定値ＳＬ以上に
大きいので、前述したようなりランク角速度の下降が存
在する場合に大幅な点火時期の進角方向の誤差を発生す
る可能性があるので、予想制御値ＡＤＹを前記所定値Ｓ
Ｌとして固定する。

そしてステップ６では、前記時間ＡＤＶＴを次式とする
。

ＡＤＶＴ＝ＴＲＥＦＬ　Ｘ　（７５−ＡＤＶ）／１１０
−５Ｌ一方、ステップ３で予想制御値ＡＤＹが負である
と判断された場合はステップ７に進む。

ステップ７では予想制御値ＡＤＹ’（ＡＤＹ’＜Ｏ）が
、所定値ＳＬ’　（ＳＬ”〈０）以下か否かを判断し、
所定値ＳＬ’以下であると判断された場合はステップ８
に進む。

ステップ８では、予想制御値ＡＤＹ’が所定値ＳＬ”以
下に小さいので、大幅な点火時期の遅角方向の誤差を発
生する可能性があるので、予想制御値ＡＤＹ゛を前記所
定値ＳＬ”　として固定する。

そしてステップ９では、前記時間ＡＤＶＴを次式とする
。

ＡＤＶＴ＝ＴＲＥＦＬ　Ｘ　（７５−ＡＤＶ）／１１０
−５Ｌ’また、ステップ３でＡＤＹ＝Ｏの場合はステッ
プ１０に進み前記時間ＡＤＶＴは次式となる。

ＡＤＶＴ＝ＴＲＥＦＬ　Ｘ　（７５−ＡＤＶ）／１１０
ステップ１１では、前記タイマＴの計測値が前記ステッ
プ６．９または１０で演算された時間ＡＤＶＴをコンベ
アレジスタにセットし、各気筒の圧縮上死点前７５°の
位置で立ち上がる基準信号の立ち上がりから時間ＡＤＶ
Ｔの経過時に点火コイル１２への通電を遮断して、点火
コイル１２の２次側に高電圧を発生させて、点火動作を
行わせる。

従って本実施例によれば、機関回転の上昇や下降により
クランク角速度の上昇や下降が生じても、予想制御値Ａ
ＤＹまたはＡＤＹ’　の夫々の絶対値が所定値以上の場
合は、該予想制御値ＡＤＹまたはＡＤＹ’を所定値ＳＬ
またはＳＬ’　として、基準信号ＲＥＦ発生時から前記
設定された点火時期ＡＤＶまでの時間ＡＤＶＴが演算さ
れる。

もって、前記時間ＡＤＶＴを推定演算する際のエラーを
小さく抑えることが可能となり、失火、ノッキングの発
生を抑えることができ、制御性の向上が図れる。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、基準信号の発生周
期に比例する比例制御値と前期比例制御値の補正値とし
ての予想制御値とに基づいて点火信号出力までの時間を
推定演算する内燃機関の点火時期制御装置において、前
期予想制御値の絶対値が所定値以上の場合は該予想制御
値を所定値に固定する構成としたので、前期時間の推定
演算の際に、変化率に基づく誤った制御による制御性の
悪化が最小限に留められ、失火、ノッキングの発生を抑
えることができ、もって制御性の向上が図れた。

【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
発明の一実施例の構成を示す図、第３図は同上実施例に
係る制御を示すフローチャート、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いて点火時期
までの推定時間を演算するためのタイミングチャートで
ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 機関の所定クランク角位置で基準信号を発生するクラン
   ク角センサを備え、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、基準信号の
   発生周期に比例する比例制御値と基準信号の発生周期の
   変化率から前記比例制御値を補正すべき値として予想す
   る予想制御値と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
   点火時期制御手段を備える内燃機関の点火時期制御装置
   において、 前期予想制御値の絶対値が所定値以上の場合は該予想制
   御値を所定値に固定する予想制御値固定手段を設けたこ
   とを特徴とする内燃機関の点火時期制御装置。