JPH053746Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は火花点火式内燃機関の点火時期を運
転状態に応じて電子的に制御する点火時期制御装
置の改良に関する。

（従来の技術並びにその解決すべき問題点） 内燃機関の点火時期を機関運転状態に応じて電
子制御する装置は車両用機関を中心として広く実
用に供されている。

この種の点火時期制御装置は、基本的には機関
の回転数と負荷状態とに基づきマイクロコンピユ
ータ等からなる点火制御回路が演算、あるいはメ
モリテーブルからの読み取りにより制御点火時期
を決定し、当該点火時期にスパーク放電がなされ
るようにクランク軸位置を検出しながらタイミン
グを計つて点火回路にトリガを送るようになつて
おり、通常の運転条件では極めて精度の高い点火
時期制御が可能である。（例えば、特開昭57−
65867、同124075号広報等参照。） しかしながら、こうした従来の点火時期制御装
置はアイドル運転状態での負荷変動に対応した点
火時期補正の機能を持たないため、負荷変動が生
じたときにアイドリングの安全性が損なわれる傾
向にある。例えば、自動変速機を搭載した車両に
例を採ると、変速機のセレクタをニユートラルレ
ンジ（以下、「Ｎレンジ」）からＤ、2nd等の走行
レンジ（以下、「Ｄレンジ」）に切り換えたときに
トルクコンバータを介して幾らか負荷がかかるた
めアイドル回転が低下し、とくに暖機完了前まで
は燃焼状態が芳しくないこともあつてストールに
至ることがある。このため、自動変速機付きの機
関ではＮレンジでのアイドル回転数を予め高めに
設定しておき、あるいはＮレンジからＤレンジへ
の切換えに伴い吸気系ないし燃料系で対応して混
合気供給量を増加することにより回転低下を回避
するようにしている。しかしながら、点火系統で
はこのようなトルクコンバータの負荷に対応した
点火時期制御は一切行われないので、Ｎレンジと
Ｄレンジとの間の切り換え操作によつて最適点火
時期からのずれが生じて機関の安全性が損なわれ
るのである。

これに対して、例えば特開昭59−196972号等に
より、アイドル運転状態でトルクコンバータやエ
アコンデイシヨナ（コンプレツサ）の負荷が加わ
つたときに点火時期の進角値を補正するようにし
たものが提案されているが、この点火時期制御に
よるとトルクコンバータとエアコンの状態のみに
応じて決まる特定の補正量で点火時期補正するよ
うになつているため、殊に暖機の進行情況つまり
冷却水温によつて必ずしも適切な点火時期になら
ず、このため、特に自動変速機のＮレンジからＤ
レンジへの切換えに伴うトルクコンバータ負荷の
作用で機関挙動が不安定化するのを確実に防止す
ることができなかつた。

この考案は上記従来の問題点を解消することを
目的としてなされたもので、アイドル運転状態で
の負荷変動時に冷却水温等で代表される機関温度
をパラメータとして点火時期を補正することによ
り最適点火時期が得られるようにした点火時期制
御装置を提供するものである。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するためにこの考案では、第１
図に示したように、内燃機関の運転状態を検出す
る運転状態検出手段１と、この運転状態検出手段
と協働して点火時期を制御する点火制御手段２と
を有する点火時期制御装置において、アイドル運
転時のトルクコンバータ負荷の入力を検出する負
荷変動検出手段３と、機関温度を代表する信号を
供給する温度検出手段４と、前記負荷変動検出手
段３並びに温度検出手段４からの信号に基づい
て、アイドル運転時のトルクコンバータ負荷の入
力に伴い機関低温時ほど大きな進角補正及び補正
時間を決定して点火時期を補正する点火時期補正
手段５とを設けた。なお、６は点火制御手段２か
らの点火信号（トリガ）に基づいてスパーク放電
電流を発〓する周知の高電圧点火装置である。

（作用） 運転状態検出手段１は、点火時期決定に必要な
パラメータを得るためのもので、例えば機関回転
数並びにクランク軸の回転角度を検出するクラン
ク角センサ、負荷状態を代表するものとして吸気
管負圧を検出する圧力センサあるいは吸入空気量
を検出するエアフローメータなど、周知のセンサ
類で構成され、前記各検出値を点火制御手段２に
供給する。

点火制御手段２は、これらの検出値に応じて点
火時期を決定するわけであるが、例えば前にも触
れたように吸気管負圧等で代表される負荷状態と
機関回転数とに基づいて演算ないしメモリテーブ
ルのルツクアツプにより点火時期の制御値を決定
する一方、所定のクランク角度を基準として点火
時期を管理すべき気筒のクランク軸回転量を検出
し、前記制御値に相当するクランク軸回転量に達
したところで点火信号を出力する。つまり、この
場合点火時期の制御値は基準クランク角度から点
火するまでのクランク軸の回転量に相当する。

負荷変動検出手段３は、自動変速機がＮレンジ
からＤレンジに切り換えられたときの機関へのト
ルクコンバータ負荷の入力を検出するもので、例
えばインヒビタスイツチまたはニユートラルスイ
ツチ等をこれに充てることができる。また、温度
検出手段としては周知の冷却水温センサ等が適用
可能である。

点火時期補正手段５は、負荷変動検出手段３と
温度検出手段４を介して得られる負荷変動情報並
びに温度情報に基づいて、トルクコンバータ負荷
の入力時に機関温度に応じた適正点火時期となる
ように予め決められた所定の補正処理内容に従つ
て上記点火時期制御値を補正し、または制御値の
補正分を決定して点火制御手段２に付与する。た
だし、この点火時期補正はアイドリング状態で行
なわれるべきものであるから、運転状態検出手段
１からの信号に基づいて点火制御手段２において
アイドリング状態を判定し、アイドリング状態で
あると判定したときのみ補正手段５からの補正結
果を採用し、あるいは補正手段５に補正処理を要
求するようにすれば足りる。因みに、前述したと
ころからも明らかなように、この点火時期補正手
段５と点火制御手段２とは、実際にはマイクロコ
ンピユータ等を中心とする電子回路としてソフト
ウエア上もハードウエア上も一体化が可能であ
る。

点火制御手段２は、このようにして補正された
制御値または先に決定した制御値に補正分を加え
ることにより得られた新たな制御値に基づいて点
火装置６に点火信号を発することになる。従つ
て、アイドル運転状態で負荷変動を生じたときに
も、機関温度が反映した適正な点火時期に制御す
ることができるのである。

なお、上記補正処理の具体的な内容は、点火制
御手段２側での基本的な点火時期制御の内容がど
のようになつているかによる。そこで、以下その
一例を図面に示した実施例にしたがつて説明する
ことにする。

（実施例） 第２図は、実施例の機械的構成の概略を示した
もので、１１は内燃機関本体、１２はその吸気
管、１３は吸気管１２に形成された吸気加熱用温
水通路（図示せず）における冷却水温を検出する
温度検出手段としての水温センサである。１４は
配電器１１Ａと連繋してクランク角度信号及び回
転数信号を供給する回転センサ、１５は機関の吸
気作用により吸気管１２内に生じる負圧を検出す
る負圧センサで、これが点火時期決定にあたつて
必要なパラメータを供給する運転状態検出手段に
当たる。１６は自動変速機、１７はその開閉状態
によつて自動変動機１６がＮレンジにあるかＤレ
ンジにあるかを代表する負荷変動検出手段として
のインヒビタスイツチである。１８は前記各セン
サ１３〜１５を介しての運転状態信号、及びイン
ヒビタスイツチ１７で示される負荷変動状態に基
づいて上述したように点火時期を制御する点火制
御手段並びに補正手段を構成する制御回路、１９
はこの制御回路１８からの点火信号により駆動さ
れる点火装置である。制御回路１８は、点火時期
の決定ないし補正等に関する処理を実行する中央
処理装置（CPU）１８Ａ、中央処理装置１８Ａ
とセンサ１３等との間での入出力に関するインタ
フエイスとしての処理を行う入出力回路（Ｉ／
Ｏ）１８Ｂ、及び点火時期制御の処理内容やその
処理過程で必要な所定のデータを記憶する記憶回
路（RAM、ROM）１８Ｃなどからなる、いわ
ゆるマイクロコンピユータシステムである。

この実施例では、回転センサ１４と負圧センサ
１５からの信号に基づいて判定される機関運転状
態に応じて点火時期（制御値）を決定し、アイド
ル運転時にインヒビタスイツチ１７を介して自動
変速機１６がＮレンジからＤレンジへと切り換え
られたこと（すなわちトルクコンバータのクリー
プ現象による負荷が加わつたこと）を検出したと
きに水温センサ１３からの信号に基づき機関温度
に応じた点火時期補正を行う。

次に、具体的な補正処理の内容を機関が冷間で
のアイドル運転状態（暖機運転状態）にある場合
について説明するが、この状態では、基本的な点
火時期制御として、暖機促進を目的に点火時期が
ある程度遅らされているものとする。従つて、負
荷の増加に対抗するための点火時期の補正方向は
MBT側（進角方向）になる。また、負荷変動が
著しいのはトルクコンバータの抵抗が加わつた瞬
間であり、その後機関回転が安定すればＤレンジ
であつても補正を続ける必要がなくなるので、こ
の点火時期補正ではＮレンジからＤレンジに切り
換わつてから水温に応じて定めた所定時間を経過
したのちは補正を解除するようにしてある。

第３図、第４図にそれぞれ補正処理内容を表す
流れ図と補正動作を表す説明図を示す。以下の説
明中、［ ］で囲んだ数字は第３図における処理
番号である。

この補正処理ではまず水温センサ１３を介して
検出された冷却水温T_Wをそのメモリ（記憶回路
18C）上の所定の格納番地に記憶しておき
［101］、次にインヒビタスイツチ１７を介して変
速機１６がＮレンジにあるかＤレンジにあるかを
判定する［102］。

もし変速機１６がＮレンジにあれば補正の必要
が無いので処理上はフラグＫをリセツト（Ｋ＝
０）してから実質的な補正処理をパスして補正ル
ーチンの終了部分にジヤンプする［103，104］。
なお、フラグＫは、詳しくは後述するがＤレンジ
にて既に点火時期補正処理を行なつたか否か等を
判定するためのものである。

これに対して、変速機１６がＤレンジにあると
判定されたときは、次にフラグＫを調べて、Ｋ＝
１であれば既にＤレンジでの補正処理を済んでお
り、かつＤレンジの状態が継続していることを意
味するのでその後の補正処理をパスする［105，
104］。もしＮレンジからＤレンジに切り換えられ
た直後であれば、それまではＫ＝０であるから、
以下の補正処理に進む。

実質上の補正処理過程では、まず先に読込んだ
T_Wに基づいて点火時期の補正量θ_Xと補正期間t_X
を決定する［106］。これは、予めT_Wに応じて適
切な補正量θ_Xと補正期間t_Xとを与えるようにメモ
リ上に形成したテーブルを検索することにより行
なう。ただし、補正量θ_Xは基本的な点火時期制御
の過程で求め、あるいはt_Xに相関した値として決
まるようにしてもよい。

次に、上記補正期間t_Xを計時するためにタイマ
Ｔをリセツトしたのち、補正量θ_Xを基本的な点火
時期制御値θ_Oに加えて進角補正を行う［107，
108］。

制御回路１８は、このようにして補正された制
御値に基づき、以後タイマＴが補正期間t_X相当に
達するまで補正後の進角値による進角状態を維持
する［109］。補正期間t_Xが経過して進角補正を終
了した後は、補正処理済みであることを示すため
にフラグＫをセツト（Ｋ＝１）し、１回の補正処
理ルーチンを終了する［110，104］。

第４図は、このような補正処理におけるその動
作内容、及び水温T_Wと点火時期補正量θ_Xまたは
補正期間t_Xとの関係を表したもので、メモリテー
ブルの記憶内容に従い、図示したように補正量θ_X
と補正期間t_Xはともに水温T_Wの上昇と共に減少
するように制御される。これは、水温が上昇する
ほど燃焼状態が良好になるため、ＮレンジからＤ
レンジへの切換えに伴つて加わるトルクコンバー
タの負荷がその分だけ相対的に減少するとともに
切換え後に期間回転が安定するまでの時間も短縮
するからである。

このようにして点火時期が補正される量及び時
間が最適制御される結果として、自動変速機がＮ
レンジからＤレンジへと切り換わつた後の無用な
回転上昇や排気エミツシヨンの悪化が確実に回避
される。

（考案の効果） 以上のとおり、この考案によれば自動変速機付
き機関のＮレンジからＤレンジへの切換に伴つて
トルクコンバータ負荷が作用したときに、機関温
度を考慮した点火時期補正を行うようにしたの
で、アイドル運転状態にあつても常に適切な点火
時期に制御することができ、従つてトルクコンバ
ータ負荷の入力に原因するアイドル回転の低下や
エンジンストールを確実に回避することができ
る。

また、この考案では機関低温時ほど点火時期の
補正量と補正時間を大きくすることによりトルク
コンバータの粘性抵抗に対応した必要最小限の点
火時期補正制御を行うようにしたので、Ｄレンジ
へのシフト後の無用な回転上昇や排気エミツシヨ
ンの悪化を回避できるという効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の構成概念図、第２図はその
実施例の機械的構成の概略図、第３図は同じく補
正処理内容の一例を表す流れ図、第４図はその補
正処理動作を表す説明図である。 １……運転状態検出手段、２……点火制御手
段、３……負荷変動検出手段、４……温度検出手
段、５……点火時期補正手段、６……点火装置、
１１……機関本体、１２……吸気管、１３……水
温センサ、１４……回転センサ、１５……負荷セ
ンサ、１６……自動変速機、１７……インヒビタ
スイツチ、１８……制御回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手
   段と、この運転状態検出手段と協働して点火時期
   を制御する点火制御手段とを有する点火時期制御
   装置において、アイドル運転時のトルクコンバー
   タ負荷の入力を検出する負荷変動検出手段と、機
   関温度を代表する信号を供給する温度検出手段
   と、前記負荷変動検出手段並びに温度検出手段か
   らの信号に基づいて、アイドル運転時のトルクコ
   ンバータ負荷の入力に伴い機関低温時ほど大きな
   進角補正量及び補正時間を決定して点火時期を補
   正する点火時期補正手段と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。