JPH04362275A - 内燃機関の点火制御装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、極低回転での点火時
期を制御するための内燃機関の点火制御装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の点火制御装置が、特開平１−
２８５６６１号公報に開示されている。これは、内燃機
関の回転が極低回転となると、パワートランジスタの通
電を５０ｍｓ程度に制限するために通電開始の回転角信
号のエッジを上死点直前のエッジとし（気筒の上死点直
前の回転角信号の立ち上がりエッジにて通電を開始し）
、公報で第９図に示されているマップを用いてエンジン
回転数及びバッテリ電圧に基づいて求めた通電時間（５
０ｍｓ未満）が経過した後に通電を終了させるものであ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記公報に
おける第９図に示されている極低回転での通電時間の算
出マップは、バッテリ電圧が高くなるほど通電時間が短
くなり低回転では若干長くてもよい。従って、電圧補正
項を持った通電時間では点火時期を一定の所にすること
が困難であり、低電圧時の通電時間で点火時期を最適に
設定すると、高電圧時は過早点火となり、図４に示すよ
うに、上死点より前に点火が行われ逆トルクが発生して
しまう虞がある。

【０００４】この発明の目的は、極低回転時において上
死点もしくは上死点直後の点火時期とすることができる
内燃機関の点火制御装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、内燃機関の
回転を検出して所定回転角位置にて回転角信号を出力す
る回転角センサと、内燃機関の回転数が所定の極低回転
領域より大きいと、前記回転角信号及び内燃機関の運転
状態に応じて点火コイルの通電時間及び点火時期を算出
して点火コイルの一次電流の制御信号を出力する第１制
御手段と、内燃機関の回転数が所定の極低回転領域なら
ば、気筒の上死点直前乃至上死点での回転角信号に同期
して点火コイルの通電を開始させるとともに、当該信号
の角度周期に１未満の定数を乗算した値を通電時間とす
る点火コイルの一次電流の制御信号を出力する第２制御
手段とを備えたことを特徴とする内燃機関の点火制御装
置をその要旨とする。

【０００６】

【作用】回転角センサから内燃機関の所定回転角位置に
て回転角信号が出力され、内燃機関の回転数が所定の極
低回転領域より大きいと、第１制御手段が回転角信号及
び内燃機関の運転状態に応じて点火コイルの通電時期及
び点火時間を算出して点火コイルの一次電流の制御信号
を出力する。又、内燃機関の回転数が所定の極低回転領
域ならば、第２制御手段が気筒の上死点直前乃至上死点
での回転角信号に同期して点火コイルの通電を開始させ
るとともに、当該信号の角度周期に１未満の定数を乗算
した値を通電時間とする点火コイルの一次電流の制御信
号を出力する。

【０００７】その結果、内燃機関の回転数が所定の極低
回転領域ならば、回転角信号の角度周期に１未満の定数
を乗算した値が通電時間（即ち、一定角相当）となり、
バッテリ電圧の変動等の影響を受けることなく上死点も
しくは上死点直後の点火時期とすることが可能となる。

【０００８】

【実施例】以下に、この発明を具体化した一実施例を説
明する。図１は点火制御装置の接続構成を示すブロック
図である。クランク角センサ１はクランク軸と一体に回
転するロータ２とその円周接線部位に固定したマグネッ
トピックアップ３とから構成され、所定回転角位置にて
回転角信号を出力する。本実施例のクランク角センサ１
は、図３に示すように、１回転１２パルス（３０°ＣＡ
毎）とし、上死点前５°を含む等間隔にて信号を発生す
るものである。又、カムポジションセンサ４はカム軸と
一体に回転するロータ５とその円周接線部位に固定した
マグネットピックアップ６とから構成され、所定回転角
位置にて信号を出力する。本実施例のカムポジションセ
ンサ４は、１回転１パルスとし特定角度位置で信号を発
生するものである。アナログセンサ群７は複数のアナロ
グセンサよりなり、同センサ群７は吸入空気量センサ、
冷却水温センサ等を含む。デジタルセンサ群８は複数の
デジタルセンサからなり、アイドルスイッチ、スタータ
スイッチ、エアコンスイッチ等を含む。

【０００９】コントローラ９は入力バッファ１０と波形
整形回路１１，１２とＡ／Ｄ変換器１３とマイクロプロ
セッシングユニット（以下、ＭＰＵという）１４と出力
モニタＩＣ１５とから構成されている。デジタルセンサ
群８からの信号は入力バッファ１０を介してＭＰＵ１４
及び出力モニタＩＣ１５に取り込まれる。又、波形整形
回路１１はクランク角センサ１からの信号を波形整形し
てパルス信号をＭＰＵ１４及び出力モニタＩＣ１５に取
り込ませる。同様に、波形整形回路１２はカムポジショ
ンセンサ４からの信号を波形整形してパルス信号をＭＰ
Ｕ１４及び出力モニタＩＣ１５に取り込ませる。さらに
、Ａ／Ｄ変換器１３はアナログセンサ群７からの信号を
入力してデジタル信号にしてＭＰＵ１４に取り込ませる
。

【００１０】ＭＰＵ１４はクランク角センサ１でのパル
スの発生毎にその時のフリーランタイマの時刻と直前の
パルス発生時のフリーランタイマの時刻との差からパル
ス間の所要時間を求めて内燃機関の回転速度を算出する
。又、ＭＰＵ１４はアナログセンサ群７の数値情報、並
びにデジタルセンサ群８の情報に基づいて内燃機関の各
種運転状態（吸入空気量、冷却水温等）を検知する。 そして、ＭＰＵ１４は、図３に示すように、信号出力ポ
ート２０から後記点火コイル１８の一次電流の制御信号
を出力する。

【００１１】出力モニタＩＣ１５は、デジタルセンサ群
８からの信号と、クランク角センサ１からの信号と、カ
ムポジションセンサ４からの信号と、ＭＰＵ１４からの
信号を入力して正常時のみ制御信号を出力する。つまり
、ＭＰＵ１４からの制御信号とクランク角センサ１から
の信号とを比較してクランク角センサ１からの信号の入
力がないにもかかわらずＭＰＵ１４からの信号を入力す
ると異常と判断して信号の出力は行わず、正常のときの
み信号を出力する。

【００１２】コントローラ９にはイグナイタ１６が接続
されている。つまり、イグナイタ１６にはパワートラン
ジスタ１７が備えられ、パワートランジスタ１７のベー
ス端子にコントローラ９の出力モニタＩＣ１５が接続さ
れている。パワートランジスタ１７には点火コイル１８
の一次コイルが接続され、点火コイル１８の二次コイル
には機械的な配電器を介すか又は直接、点火プラグ１９
が接続されている。そして、点火コイル１８の一次コイ
ルと二次コイルにはバッテリ電圧Ｖが印加されている。 そして、イグナイタ１６のパワートランジスタ１７はコ
ントローラ９の出力モニタＩＣ１５から制御信号（ハイ
レベル信号）を入力するとオンし、点火コイル１８の一
次電流が流れ、又、出力モニタＩＣ１５から制御信号が
遮断すると点火コイル１８の一次電流が遮断され点火プ
ラグ１９での点火が行われる。

【００１３】次に、このように構成した内燃機関の点火
制御装置の作用を説明する。図２はＭＰＵ１４が実行す
る処理のフローチャートである。このフローはクランク
角センサ１からのパルス信号の入力によりその処理が開
始されるものである。まず、ＭＰＵ１４はクランク角セ
ンサ１からのパルス信号を入力すると、ステップ１００
で今回のパルスの入力時刻（パルス発生時刻）と先回の
パルスの入力時刻との差を所要時間として求め、ＲＡＭ
に記憶する。そして、ＭＰＵ１４はステップ１０１で今
回のパルス発生時刻をＲＡＭに移動し更新して次回に備
える。さらに、ＭＰＵ１４はステップ１０２でクランク
角センサ１からのパルス信号の入力回数を記憶する角度
カウンタの値に「１」を加える。ちなみに、カムポジシ
ョンセンサ４の入力があった時の次のクランク角センサ
１のパルス入力時に、該角度カウンタはゼロにリセット
される。

【００１４】ＭＰＵ１４はステップ１０３で角度カウン
タの値から上死点直前のタイミングか判定し、上死点直
前のタイミングでなければステップ１０９に移行する。 このステップ１０９では、クランク角センサ１からの信
号及び内燃機関の運転状態に応じて点火コイル１８の通
電時間及び点火時期を算出して信号を出力する。又、こ
の際、飛火から燃焼までの遅れ時間を補うため上死点よ
り進角側の点火時期制御を行うとともに、上死点に同期
して行う演算のセット動作を行う。

【００１５】ＭＰＵ１４はステップ１０３において上死
点直前の場合にはステップ１０４でステップ１００での
パルス間の周期から極低転領域かを判別する。例えば、
３００ｒｐｍ以下を判定領域とする場合、３０°ＣＡの
所要時間が１６６６７μｓ以上である場合は極低回転領
域となる。ＭＰＵ１４は１６６６７μｓ以下の時は前記
ステップ１０９に移行する。

【００１６】ＭＰＵ１４はステップ１０４においてパル
ス間の周期が１６６６７μｓ以上の時にはステップ１０
５で信号出力ポート２０をハイレベルの状態にセットし
、点火コイル１８の一次コイルの通電を開始する。さら
に、ＭＰＵ１４はステップ１０６で図３での所要時間Ｔ
３０ｉ　の１／４の値（＝Ｔ３０ｉ　×０．２５）を求
める。 この値（所要時間）は、３０／４＝７．５°ＣＡ相当で
あり、上死点直前のパルス発生角が５°ＢＴＤＣである
場合は２．５°ＡＴＤＣを通過する時を予測した値とな
る。

【００１７】さらに、ＭＰＵ１４はステップ１０７で先
回の角度パルス発生時刻に７．５°ＣＡ相当の所要時間
を加算して２．５°ＡＴＤＣの時刻を求める。そして、
ＭＰＵ１４はステップ１０８で演算結果をコンペアレジ
スタにセットする。以上の処理によりフリーランタイマ
ーの時刻がコンペアレジスタの時刻に一致した時、出力
レベルが反転しイグナイタ１６のトランジスタ１７のベ
ース端子の通電が遮断され、飛火を発生する。この飛火
は略ＴＤＣ近傍の逆転トルクを発生させることはない。

【００１８】このように本実施例では、クランク角セン
サ１（回転角センサ）により内燃機関の所定回転角位置
にて回転角信号を出力させ、ＭＰＵ１４（第１及び第２
制御手段）が内燃機関の回転数が所定の極低回転領域よ
り大きいと、回転角信号及び内燃機関の運転状態に応じ
て点火コイル１８の通電時間及び点火時期を算出して点
火コイル１８の一次電流の制御信号を出力し、又、内燃
機関の回転数が所定の極低回転領域ならば、気筒の上死
点直前での回転角信号に同期して点火コイル１８の通電
を開始させた後、当該信号の角度周期Ｔ３０ｉ　に１未
満の定数（＝０．２５）を乗算した値を通電時間とする
点火コイル１８の一次電流の制御信号を出力する。その
結果、内燃機関の回転数が所定の極低回転領域ならば、
回転角信号の角度周期Ｔ３０ｉ　に１未満の定数が乗算
した値が通電時間（即ち、一定角相当）となる。よって
、従来の公報の装置のように電圧補正項を持った通電時
間では点火時期を一定の所にすることが困難であったが
、本実施例では、上死点直前のトリガ角がどこにあって
も上死点若しくは上死点直後の点火時期とすることがで
きることとなる。このように、極低回転時において上死
点もしくは上死点直後の点火時期とすることができ、上
死点より前の点火による逆回転トルクの発生を回避して
エンスト及び逆回転を防止できる。

【００１９】又、極低回転領域での点火出力処理は切替
えの遅れがあっては効果がないため簡素な演算が必要と
なるが、本実施例では、得られたばかりの角度周期の１
／４を角度パルス発生時刻に加算するのみで点火時期の
設定ができる。つまり、角度周期に１未満の定数（＝０
．２５）を乗算した値を通電時間とする際に、ＭＰＵ１
４は２進法にて演算を行っているので、パルス周期（２
進法での）に対し２ビット分桁下げする（レジスタに格
納した周期データを下位側に２ビットシフトさせる）だ
けで簡単にパルス周期を０．２５倍できることとなる。 同様のことが、角度周期の１／ｎ（ただし、ｎは２の整
数倍値）を乗算する際にも言える。

【００２０】尚、この発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、例えば、上記実施例では回転角信号の角度
周期Ｔ３０ｉ　に１／４を乗算して通電時間を算出した
が、上死点直前の回転角信号のエッジは５°〜２０°Ｂ
ＴＤＣの場合があるが、要は、上死点乃至上死点直後の
角度が得られる係数（＝１／ｎ）を用いればよい。又、
上記実施例では極低回転の領域判定をＴＤＣ直前の区間
の値としたが、処理タイミングの関係からそれ以前の区
間の値を使用してもよい。

【００２１】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、極
低回転時において上死点もしくは上死点直後の点火時期
とすることができる優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の点火制御装置の接続構成を示すブロッ
ク図である。

【図２】作用を説明するためのフローチャートである。

【図３】回転角信号と制御信号を示すタイミングチャー
トである。

【図４】燃焼室の圧力変化を示す図である。

【符号の説明】

１　　回転角センサとしてのクランク角センサ１４　　
第１及び第２制御手段としてのＭＰＵ１６　　イグナイ
タ １８　　点火コイル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　内燃機関の回転を検出して所定回転角
   位置にて回転角信号を出力する回転角センサと、内燃機
   関の回転数が所定の極低回転領域より大きいと、前記回
   転角信号及び内燃機関の運転状態に応じて点火コイルの
   通電時間及び点火時期を算出して点火コイルの一次電流
   の制御信号を出力する第１制御手段と、内燃機関の回転
   数が所定の極低回転領域ならば、気筒の上死点直前乃至
   上死点での回転角信号に同期して点火コイルの通電を開
   始させるとともに、当該信号の角度周期に１未満の定数
   を乗算した値を通電時間とする点火コイルの一次電流の
   制御信号を出力する第２制御手段とを備えたことを特徴
   とする内燃機関の点火制御装置。