JPH0411741B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、排気通路に排気ガス浄化用の触媒を
介設してなるエンジンの点火時期制御装置に関す
るものである。

（従来技術） 従来、エンジンの暖機が不十分で触媒温度が低
いときに排気ガス温度を上げて触媒の暖機を促進
しようとしたものとして、例えば、特開昭55−
137361号に見られるように、触媒温度すなわちエ
ンジン温度が低いときに、点火時期を遅角して排
気ガス温度の上昇を図り、触媒の活性化を図つて
排気ガスの浄化性能を向上するようにした技術が
知られている。

すなわち、この点火時期制御装置では、例え
ば、触媒に温度センサを配設するかもしくはエン
ジンの冷却水温度、排気ガス温度等をみることに
よつて、触媒の温度状態を直接もしくは間接的に
検出し、排気ガス浄化の悪い低温状態で、点火時
期を遅らせて排気ガスを後燃え状態にして触媒の
温度上昇を早めてやるようにしている。

しかして、点火時期の遅延は燃焼効率を悪くす
るものであつて、エンジン出力の低下を伴うの
で、高負荷時に出力が不足して運転性能が低下す
る問題がある。

上記先行技術においては、触媒の温度状態が上
昇したときには、これに対応して点火時期の遅角
状態を解除して進角し、出力性能が向上するよう
になるが、これでは応答遅れが発生し、出力不足
を生起するものである。

すなわち、高負荷運転状態では、大きなスロツ
トル操作により排気ガスが増大するとともにその
温度が高くなり、触媒表面の活性化が進行して早
期に触媒浄化性能が向上するが、触媒に温度セン
サを配設したものもしくは冷却水温度等を検出
し、これに対応して点火時期を制御するものでは
高負荷状態となつて触媒が活性化していても、触
媒全体の温度が上昇するには時間が掛かるし、温
度センサの応答遅れもあつて、その検出に伴う点
火時期の遅角解除が遅れることになり、高負荷時
の大きな点火時期の遅角によつて燃費、出力性能
が低下する。このように、単に触媒の温度状態を
検知して、その低温度に点火時期を遅角するもの
では低温度に高負荷運転状態になつてから、しば
らくの間は触媒温度はまだ低いことから、その間
は点火時期は遅角したままとなり、特にこのよう
な運転状態は加速運転時であつて必要な出力性能
が確保できないものである。

（発明の日的） 本発明は上記事情に鑑み、触媒温度が低い状態
において高負荷運転に移行したときには、排気ガ
ス流量の増大および排気ガス温度の上昇により触
媒の活性化が促進して触媒の浄化性能が向上する
ことに着目し、排気ガス浄化性能を大幅に悪化さ
せることなく、応答性を向上してエンジンの高出
力を確保するようにしたエンジンの点火時期制御
装置を提供することを目的とするものである。

（発明の構成） 第１図に全体構成図を示すように、本発明のエ
ンジンの点火時期制御装置は、エンジン１の排気
通路２に排気ガス浄化用の触媒３が介設されてお
り、このエンジン１の点火プラグ４に対し、エン
ジン暖機後の運転状態に応じた基本的な点火時期
を決定する基本点火時期制御手段が設けられると
ともに、触媒３の温度状態を検知する温度状態検
知手段と、エンジン１の高負荷状態を検知する負
荷状態検知手段とが設けられ、この温度状態検知
手段および負荷状態検知手段の信号を受けた遅角
制御手段は、触媒３の温度が低いときには点火時
期を前記基本的な点火時期に対して遅角させると
同時に高負荷状態にあるときには低温状態でもそ
の遅角量を減少させるようにして直ちに高出力運
転を得るようにしたことを特徴とするものであ
る。

上記基本点火時期制御手段は、マイクロコンピ
ユータもしくは電子回路を使用した電子式のも
の、またはコンタクトブレーカ等を使用した機械
式のものによつて構成される。

また、温度状態検知手段は、触媒温度センサ、
エンジン始動後に一定時間作動するタイマー等の
触媒の温度状態を直接もしくは間接的に検出する
ものによつて構成され、負荷状態検知手段は、吸
気負圧センサ、加速センサ等の加速状態を含む高
負荷状態を検出するものによつて構成され、遅角
制御御手段による遅角量の増減は連続的もしくは
段階的制御のいずれの方式でもよいものである。

（発明の効果） 本発明によれば、低負荷時で排気ガス流量、温
度が低いときには点火時期を基本的な点火時期に
対して大きく遅角させて排気ガス温度を高めて触
媒の暖機を促進して浄化性能を向上するととも
に、高負荷時には、即座に点火時期の遅角量を少
なくして高出力運転を行つて出力性能を向上する
一方、高負荷時には点火時期の遅角量を少なくし
ても触媒の排気ガス浄化性能は、温度の高い排気
ガスが多量に触媒に流れるので、触媒の表面は活
性化して充分な反応浄化性能を得ることができ、
しかも短時間に温度が上昇するものであつて、触
媒温度が低温状態であつても排気ガスの浄化性能
を極端に低下させることなく、応答性よくエンジ
ンの高出力が確保でき、良好な加速運転性能を得
ることができる。

（実施例） 以下、図面により本発明の実施態様を順次詳細
に説明する。

実施例 １ 本例は第２図ないし第４図に示し、第２図は全
体図で、エンジン１の吸気通路５には気化器等に
よる燃料供給装置６、エアクリーナ７が介装さ
れ、排気通路２には触媒３が介設されている。ま
た、エンジン１のクランクシヤフトに取付けられ
たクランクプーリ８に対向して、回転の基準値と
なるトリガ信号を出力するピツクアツプ９が設置
されている。

一方、エンジン１の点火プラグ４には点火コイ
ル１０を介してコントロールユニツト１１からの
点火時期制御信号が出力され、所定時期に着火用
放電を行う。このコントロールユニツト１１に
は、上記ピツクアツプ９からのトリガ信号のほ
か、エンジン回転数を検出するための回転数セン
サ１２からの回転数信号、エンジン始動後の一定
時間を触媒温度が低いときとして判定検知するた
めのイグニシヨンスイツチ１３からのイグニシヨ
ン信号、およびエンジン負荷を検出するための負
圧センサ１４からの負荷信号がそれぞれ入力さ
れ、コントロールユニツト１１は点火コイル１０
に制御信号を出力し、そのタイミングに応じて点
火プラグ４で放電を行う。

第３図はコントロールユニツト１１の詳細を示
し、基本的な点火時期制御は、回転数センサ１２
と負圧センサ１４の信号が基本点火時期演算回路
１５に入力され、この基本点火時期演算回路１５
はエンジン回転数と負圧（負荷）に基づいて予め
設定されている基本点火時期マツプを有し、この
マツプから検出信号に対応する基本点火時期に関
するデータを読み込み、補正回路１６を介してイ
グナイタ１７に出力する。

上記基本点火時期演算回路１５で演算したデー
タは、イグナイタ１７に対し前記ピツクアツプ９
から基準位置に対応して出力されるトリガ信号に
対して、どれだけ遅れてイグナイタ１７から点火
コイル１０の１次電流を遮断するためのトランジ
スタ１８にオフ信号を出力するかの点火時期信号
（基本遅角信号）である。上記トランジスタ１８
にオフ信号が入力されると、点火コイル１０の２
次コイルに高圧２次電流が発生して点火プラグ４
に放電される。

また、負圧センサ１４の負荷信号は補正信号発
生回路１９に入力され、補正信号発生回路１９は
負荷の大きいほど遅角量を少なくする（点火時期
を進角する）ような特性を有し、この特性に基づ
き、検出負荷に対応した遅角量を演算し、この補
正信号をゲート２０を介して前記補正回路１６に
出力する。

補正回路１６は、基本点火時期演算回路１５か
らの基本遅角信号を補正信号発生回路１９からの
補正信号によつて補正し、さらに遅角量を大きく
するべく演算処理するものであつて、この補正回
路１６から最終的な遅角量制御信号がイグナイタ
１７に出力される。

また、触媒３の低温状態の検出は、ここでは触
媒温度を直接検出することなく、イグニシヨンス
イツチ１３がオンとなつてエンジン１が実際に回
転してから一定時間を始動直後の冷間時として間
接的に検知するようにしている。すなわち、イグ
ニシヨンスイツチ１３のイグニシヨン信号は
AND回路２１に入力されるとともに、回転数セ
ンサ１２から比較回路２２に出力信号を与え、こ
の比較回路２２はアイドル回転数より低い回転数
（例えば450rpm）に相当する設定値と比較して、
エンジン回転数がこの設定値以上のときにオン信
号をAND回路２１に出力するものである。よつ
て、実際にエンジン１が回転したときに、AND
回路２１からタイマー２３に信号が出力され、こ
のタイマー２３が始動する。

第４図にタイマー２３のタイムチヤートを示
し、(A)のようにイグニシヨンスイツチ１３がオン
状態となり、エンジン１の始動に伴つて回転数が
上昇して(B)のように比較回路２２の出力がオンす
ると、(C)のようにタイマー２３はこの時点から所
定時間（例えば120秒間）オン信号をゲート２０
に出力するものである。

上記タイマー２３のオン信号でゲート２０が開
き、エンジン始動後の一定時間すなわち触媒温度
が低いときに、補正信号発生回路１９から負荷に
応じた遅角量の補正信号を補正回路１６に出力
し、負荷が小さいときには遅角量を大きくする一
方、負荷が大きい時には遅角量を小さくするもの
である。これにより、触媒温度が低い状態で負荷
が低いときには、排気ガス量も少ないし温度も低
いということから、遅角量を大きくして点火時期
を遅らせて後燃えさせ、排気ガス温度の上昇を図
つている。この状態で高負荷運転になると、排気
ガス量も多く、温度も高くなるので遅角量を少な
くして点火時期を進め、触媒の浄化性能を極端に
落すことなしに、エンジン１の出力性能を確保し
ている。

実施例 ２ 本例は第５図および第６図に示し、前例ではエ
ンジンの高負荷状態を負圧センサ１４の出力信号
で検出するようにしているが、この実施例ではア
クセルが大きく操作される加速時を高負荷状態の
一態様として検出し、遅角量を減少させるように
したものである。

第５図の全体図において、燃料供給装置６には
スロツトルバルブ（図示せず）の変化量から加速
状態を検出するためスロツトルバルブセンサ２４
が付設され、その検出信号がコントロールユニツ
ト１１に入力されるものであつて、第５図のその
他の構成は第２図と同様であり、同一構成には同
一符号を付し、その説明は省略する。

また、第６図において、基本的な点火時期の制
御を行う基本点火時期演算回路１５を備えた手
段、および触媒の温度状態を検知するタイマー２
３を備えた手段は前例と同じであり、同一符号を
付して示している。

エンジン１の高負荷状態（加速状態）の検出
は、スロツトルバルブセンサ２４の出力を微分回
路２５に入力し、この微分回路２５によつてスロ
ツトルバルブの変化量を検出し、この出力を比較
回路２６で設定値と比較し、スロツトルが急激に
開いているときには微分回路２５の出力が設定値
より高くなるので、比較回路２６からオフ信号が
出力され、非加速時には比較回路２６からオン信
号がゲート２０を介して補正値発生回路２７に出
力される。

すなわち、エンジン始動直後でタイマー２３か
らのオン信号がゲート２０に入力されている状態
で、加速していない低負荷のときには、比較回路
２６からオン信号がゲート２０を介して補正値発
生回路２７に出力されて、補正値発生回路２７か
ら補正回路１６に補正信号が出力され、、基本点
火時期演算回路１５からの信号を遅角量を大きく
し、点火時期を遅らせて排気ガス温度の上昇を図
る一方、ゲート２０が開いた触媒低温時で加速時
（高負荷時）には比較回路２６からオフ信号が出
力され、補正値発生回路２７は作動しないことか
ら、補正回路１６では補正を行うことなく、補正
値発生回路２７による遅角状態を解除して進角を
行つて出力性能を向上する。

また、この例では、加速時には遅角補正をカツ
トして進角する一方、非加速時に遅角補正を行う
ようにオン・オフ的制御を行つているが、加速程
度に応じて遅角量を連続的に変化させるようにし
してもよい。

実施例 ３ 本例は第７図および第８図に示し、触媒３の温
度を直接検出するようにしたものである。すなわ
ち、第７図の全体図において、触媒３にはその温
度を検出する触媒温度センサ２８が設置され、そ
の検出信号がイグニシヨンスイツチ１３のイグニ
シヨン信号に代えてコントロールユニツト１１に
入力される。その他の構成は前例と同様で、第５
図と同じ構成には同一符号を付している。

第８図において、触媒温度センサ２８の信号は
比較回路２９に入力されて設定温度に相当する設
定値と比較され、触媒温度が設定値以下の低温時
には、比較回路２９からオン信号がゲート２０に
出力されてゲート２０を開き、設定値より高い高
温時にゲート２０を閉じるものである。高負荷状
態（加速状態）の検知は第２の実施例と同様であ
り、触媒低温時の非加速時には、遅角補正を行う
一方、加速時にこの遅角補正を解除して遅角量を
小さくするるものである。

以上のように、本発明では加速時等の高負荷時
には出力向上を得ることを主体として点火時期の
遅角量を減少して点火時期を進角し、この時の排
気ガス浄化状態は、高負荷時には排気ガス流量が
増えて温度が高くなつて触媒温度が高くなるか
ら、この高負荷時に点火時期を進角しても触媒の
浄化性能としてはそれほど悪化しないものであつ
て、高負荷状態には直ちに応答性よく点火時期を
進角して出力向上して運転性を確保したものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を明示するための全体構
成図、第２図は本発明の第１実施例を示す全体構
成図、第３図は第２図におけるコントロールユニ
ツトのブロツク図、第４図は第３図のタイマーの
タイムチヤート図、第５図は本発明の第２実施例
を示す全体構成図、第６図は第５図におけるコン
トロールユニツトのブロツク図、第７図は本発明
の第３実施例を示す全体構成図、第８図は第７図
におけるコントロールユニツト図である。 １……エンジン、２……排気通路、３……触
媒、４……点火プラグ、１１……コントロールユ
ニツト、１２……回転数センサ、１３……イグニ
シヨンスイツチ、１４……負圧センサ、１５……
基本点火時期演算回路、１６……補正回路、１９
……補正信号発生回路、２０……ゲート、２１…
…AND回路、２２，２６，２９……比較回路、
２３……タイマー、２４……スロツトルバルブセ
ンサ、２５……微分回路、２７……補正値発生回
路、２８……触媒温度センサ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 排気通路に排気ガス浄化用の触媒を介設して
   なるエンジンの点火時期制御装置であつて、 エンジンの運転状態に応じた基本的な点火時期
   を決定する基本点火時期制御手段と、 触媒の温度状態を検知する温度状態検知手段
   と、 エンジンの高負荷状態を検知する負荷状態検知
   手段と、 温度状態検知手段および負荷状態検知手段の信
   号を受け、触媒の温度が低いときには上記基本的
   な点火時期に対して点火時期を遅角させて触媒の
   暖機を促進させる一方、高負荷状態にあるときに
   は触媒温度が低温状態であつても上記基本的な点
   火時期に対する遅角量を減少させてエンジンの出
   力を確保する遅角制御手段と を備えたことを特徴とするエンジンの点火時期制
   御装置。