JPH08338349A - 内燃機関用制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電流制御素子等を付加することなく、点火コ
イルに対する通電時間を適切に制御すること。 【構成】 点火コイル６０の通電時間は、ＭＣＵ(Micro
-Computer Unit）２０内にて、回転角センサ１１からの
機関回転数Ｎe 及びバッテリ電源１４からのバッテリ電
圧ＶB に基づき、更に、水温センサ１２からの冷却水温
ＴHWと吸気温センサ１３からの吸気温ＴHAとの差分によ
り低温（暖機前）用及び高温（暖機後）用としてマップ
化され記憶されている。これにより、各種センサ情報に
応じてマップを選択することで、点火コイルに対する通
電時間を適切に制御することができると共に、新たな温
度センサ等を増設する必要がないためコスト上昇を抑え
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の気筒に配設
される点火コイルの温度を推定しその通電時間を制御す
る内燃機関用制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、内燃機関用制御装置に関連する先
行技術文献としては、日本電装公開技報“点火装置”
（発行日１９８３年４月２０日、整理番号３０−０３
３）及び日本電装公開技報“内燃機関用制御装置”（発
行日１９８６年３月１５日、整理番号４６−０５３）に
て開示されたものが知られている。

【０００３】前者のものでは、点火コイル内に点火コイ
ル巻線の温度にてオン／オフされる感温リードスイッチ
を設け、パワートランジスタの定電流制御値を可変させ
点火コイルの高温時の発熱量を抑制する技術が示されて
いる。

【０００４】また、後者のものでは、点火コイル内にコ
イル巻線の温度を検出する温度センサを設け、その温度
センサからの信号を読込み点火コイルに対する通電時間
を補正する技術が示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述のもの
では、何れも点火コイルに対する通電量を切替えまたは
調節しており、このための抵抗やトランジスタのような
電流制御素子を付加しなければならないという不具合が
あった。

【０００６】そこで、この発明は、かかる不具合を解決
するためになされたもので、電流制御素子等を付加する
ことなく、点火コイルに対する通電時間を適切に制御可
能な内燃機関用制御装置の提供を課題としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１にかかる内燃機
関用制御装置は、内燃機関の各気筒毎に配設された点火
プラグに点火エネルギを供給する点火コイルと、前記内
燃機関の運転状態に応じて遷移する各種制御情報を入力
する情報入力回路と、前記点火コイルの温度が高温時及
び低温時に対応し前記内燃機関の運転状態と前記点火コ
イルの通電時間との関係を表す複数のマップを有し、前
記情報入力回路からの各種制御情報に応じて前記マップ
を選択し前記点火コイルへの通電時間を算出する通電時
間演算手段と、前記通電時間演算手段で算出された前記
点火コイルへの通電時間に基づき前記点火コイルに点火
信号を出力する点火制御回路とを具備するものである。

【０００８】請求項２にかかる内燃機関用制御装置は、
請求項１の前記通電時間演算手段における前記内燃機関
の運転状態に応じて変化する前記点火コイルの温度が、
吸気温、外気温、冷却水温のうち１つ以上の制御情報に
基づいて算出するものである。

【０００９】

【作用】請求項１の内燃機関用制御装置においては、情
報入力回路で内燃機関の運転状態に応じて遷移する各種
制御情報が入力され、その入力された各種制御情報に応
じ、点火コイルのコイル温度が高温時及び低温時に対応
して内燃機関の運転状態と点火コイルの通電時間との関
係を表す複数のマップを有する通電時間演算手段で、マ
ップが選択され点火コイルへの通電時間が算出され、そ
の点火コイルへの通電時間に基づき点火制御回路から点
火コイルに点火信号が出力される。このように、点火コ
イルの通電時間が内燃機関の運転状態に加えて、その点
火コイルの温度に対応した複数のマップにて設定されて
おり、このマップの選択によって点火コイルに対する通
電時間が適切に制御される。

【００１０】請求項２の内燃機関用制御装置の通電時間
演算手段では、請求項１における点火コイルの温度が、
吸気温、外気温、冷却水温のうち１つ以上の制御情報に
基づいて算出される。このように、点火コイルに対する
通電時間をその点火コイルの温度に対応させて制御する
際に、既設の温度センサからの出力信号を用いることが
できる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説
明する。

【００１２】図１は本発明の一実施例にかかる内燃機関
用制御装置の回路構成を示すブロック図である。

【００１３】図１において、１００はＥＣＵ（Electron
ic Control Unit:電子制御装置）であり、ＥＣＵ１００
はＭＣＵ(Micro-Computer Unit）２０、波形整形回路３
０、入力回路４０、点火出力回路５０、点火出力用トラ
ンジスタＴr1から構成されている。そして、図示しない
内燃機関のクランク軸に配設された回転角センサ１１か
らの機関回転数Ｎe がＥＣＵ１００の波形整形回路３０
で波形整形されたのちＭＣＵ２０に入力されている。ま
た、内燃機関に配設された水温センサ１２からの冷却水
温ＴHW、吸気温センサ１３からの吸気温ＴHA及びバッテ
リ電源１４からのバッテリ電圧ＶB がＥＣＵ１００の入
力回路４０を介してＭＣＵ２０に入力されている。

【００１４】そして、点火出力トランジスタＴr1のコレ
クタ側にはバッテリ電源１４のバッテリ電圧ＶB に接続
された点火コイル６０の１次コイル側が接続されてい
る。これら各種制御情報によりＭＣＵ２０で算出された
通電時間に基づく点火信号が点火出力回路５０を介して
点火出力トランジスタＴr1に出力され、点火コイル６０
の１次電流が制御される。

【００１５】次に、点火コイル６０のコイル温度によっ
て変化する通電時間とコイル遮断電流との関係を示す図
２を参照して説明する。

【００１６】図２は本発明の一実施例にかかる内燃機関
用制御装置における通電時間とコイル遮断電流との関係
を示す特性図、図３は本発明の一実施例にかかる内燃機
関用制御装置で用いられる機関回転数と通電時間との関
係をバッテリ電圧をパラメータとして示す特性図、ま
た、図４は本発明の一実施例にかかる内燃機関用制御装
置で用いられる機関回転数とバッテリ電圧とに基づいて
設定される通電時間を示す特性図である。

【００１７】図２に示すように、通電時間は点火コイル
６０のコイル温度によって、そのコイル巻線の抵抗値が
変化するため、コイル遮断電流の立上がり曲線が異な
る。つまり、コイル低温時の方がコイル高温時よりもコ
イル遮断電流の立上がり時間が速いのである。したがっ
て、コイル温度にかかわらず点火コイル６０に対する通
電時間を一定とするとコイル遮断電流が異なってしま
う。

【００１８】ここで、コイル遮断電流を大きくすると点
火性能は向上するが、点火出力トランジスタＴr1の保護
のためにはその電流値に制限を加える必要がある。逆
に、コイル遮断電流を小さくすると、点火性能は低下す
る。このため、一般的に、コイル低温時に最適となるよ
うに設定されたコイル遮断電流では、コイル高温時に点
火性能が低下することとなる。

【００１９】本実施例では、回転角センサ１１からの機
関回転数Ｎe 、水温センサ１２からの冷却水温ＴHW、吸
気温センサ１３からの吸気温ＴHA及びバッテリ電源１４
からのバッテリ電圧ＶB の各信号を読込んで点火コイル
６０のコイル温度を推定し、点火コイル６０に対する通
電時間を補正するものである。

【００２０】ここで、機関回転数Ｎe 〔ｒｐｍ〕と通電
時間ＴON〔ｍｓ〕との関係は、バッテリ電圧ＶB 〔Ｖ〕
をパラメータとし、コイル温度による補正前においては
図３に示すような特性を示し、機関回転数Ｎe が高いほ
ど通電時間ＴONが短く、バッテリ電圧ＶB が高いほど通
電時間ＴONが短くなる。具体的には、図４に示すような
マップにより、機関回転数Ｎe 〔ｒｐｍ〕とバッテリ電
圧ＶB 〔Ｖ〕から通電時間Ｄmn〔ｍｓ〕が算出される。
なお、図４のマップにおける中間値については補間演算
にて算出される。

【００２１】次に、本発明の一実施例にかかる内燃機関
用制御装置で使用されているＭＣＵ２０の点火制御の処
理手順を図５のフローチャートに基づいて説明する。

【００２２】図５は本発明の一実施例にかかる内燃機関
用制御装置で使用されているＭＣＵの点火制御の処理手
順を示すフローチャートである。そして、図６は本発明
の一実施例にかかる内燃機関用制御装置で使用されてい
るＭＣＵのマップ選択の処理手順を示すフローチャート
であり、図７は本発明の一実施例にかかる内燃機関用制
御装置で用いられる機関回転数と通電時間との関係をバ
ッテリ電圧をパラメータとして暖機前後で示すマップで
ある。

【００２３】まず、図５に示すステップＳ１０１で、各
種入力信号が読込まれる。次にステップＳ１０２に移行
して、後述のマップ選択の割込処理により現時点で用い
るべきマップが選択される。そして、ステップＳ１０３
に移行し、選択されたマップ（データ）が検索され通電
時間が出力され、本ルーチンを終了する。

【００２４】内燃機関の冷却水温が低いときには、エン
ジンルーム内に搭載されている点火コイル６０のコイル
温度は低く、冷却水温が高いときにはコイル温度は高い
と推測されるが、実際の冷却水温は周囲温度によっても
変化するものである。

【００２５】このため、図６に示すステップＳ２０１
で、水温センサ１２からの冷却水温ＴHWと吸気温センサ
１３からの吸気温ＴHAとの差分がＡ℃（例えば、１０
℃）以上であるかが判定される。ステップＳ２０１の判
定条件が成立しないときには、点火コイル６０のコイル
温度は低いとして、ステップＳ２０２に移行し、暖機前
用マップが選択され、本ルーチンを終了する。一方、ス
テップＳ２０１の判定条件が成立するときには、点火コ
イル６０のコイル温度は高いとして、ステップＳ２０３
に移行し、暖機後用マップが選択され、本ルーチンを終
了する。

【００２６】上述の処理におけるマップ選択では、図７
に示すように、バッテリ電圧ＶB 〔Ｖ〕をパラメータと
する機関回転数Ｎe 〔ｒｐｍ〕と通電時間ＴON〔ｍｓ〕
との関係を示す特性が暖機前後で補正され、その補正さ
れた暖機前用マップまたは暖機後用マップが選択され
る。

【００２７】これにより、点火コイル６０に温度センサ
を配設することなく、コイル温度を推定し、通電時間を
切替えることで、コイル遮断電流はコイル温度が変化し
てもほぼ一定に保持されることとなる。したがって、本
実施例によれば、コイル遮断電流がコイル高温時に最適
となるように設定されているものに比べて、点火コイル
６０及び点火出力トランジスタＴr1を長寿命とすること
ができる。また、本実施例によれば、コイル遮断電流が
コイル低温時に最適となるように設定されているものに
比べて、コイル高温時の点火性能低下を防止することが
できる。更に、本実施例によれば、コイル低温時に無駄
な通電がなくなるため、電気負荷が軽減、即ち、内燃機
関の負荷が軽減されることで燃費の向上及び排気ガス放
出量の減少が期待できる。

【００２８】このように、本実施例の内燃機関用制御装
置は、内燃機関の各気筒毎に配設された点火プラグに点
火エネルギを供給する点火コイル６０と、前記内燃機関
の運転状態に応じて遷移する各種制御情報を入力する波
形整形回路３０及び入力回路４０からなる情報入力回路
と、点火コイル６０の温度が高温時及び低温時に対応し
前記内燃機関の運転状態と点火コイル６０の通電時間Ｔ
ONとの関係を表す複数のマップを有し、前記情報入力回
路からの各種制御情報に応じて前記マップを選択し点火
コイル６０への通電時間ＴONを算出するＭＣＵ２０にて
達成される通電時間演算手段と、前記通電時間演算手段
で算出された点火コイル６０への通電時間ＴONに基づき
点火コイル６０に点火信号を出力する点火出力回路５０
からなる点火制御回路とを具備するものであり、これを
請求項１の実施例とすることができる。

【００２９】したがって、情報入力回路で内燃機関の運
転状態に応じて遷移する各種制御情報が入力され、その
入力された各種制御情報に応じ、点火コイルのコイル温
度が高温時及び低温時に対応して内燃機関の運転状態と
点火コイルの通電時間との関係を表す複数のマップを有
する通電時間演算手段で、マップが選択され点火コイル
への通電時間が算出され、その点火コイルへの通電時間
に基づき点火制御回路から点火コイルに点火信号が出力
される。

【００３０】このように、点火コイルの通電時間が内燃
機関の運転状態に加えて、その点火コイルの温度に対応
した複数のマップにて設定されている。このため、各種
センサ情報に応じてマップが選択されることで、点火コ
イルに対する通電時間が適切に制御される。これによ
り、点火コイルの温度変化による点火性能の低下を防止
しつつ点火コイルや点火出力トランジスタ等の長寿命化
を図ることができる。

【００３１】また、本実施例の内燃機関用制御装置は、
ＭＣＵ２０にて達成される通電時間演算手段は、点火コ
イル６０の温度を、吸気温、外気温、冷却水温のうち１
つ以上の制御情報に基づいて算出するものであり、これ
を請求項２の実施例とすることができる。

【００３２】したがって、通電時間演算手段では、点火
コイルの温度が、吸気温、外気温、冷却水温のうち１つ
以上の制御情報に基づいて算出される。このように、点
火コイルに対する通電時間をその点火コイルの温度に対
応させて制御する際に、既設の温度センサからの出力信
号を用いることができる。このため、点火コイルの通電
時間制御において、新たな温度センサ等を必要としない
ことに加えて、抵抗やトランジスタ等の電流制御素子も
増設する必要がない。

【００３３】ところで、上記実施例では、水温センサと
吸気温センサとの差分に基づき点火コイルの通電時間の
マップを切替えていたが、本発明を実施する場合には、
これに限定されるものではなく、水温センサ単独におけ
る冷却水温ＴHWの絶対値によるマップの選択（例えば、
冷却水温ＴHW≧ｘ℃で暖機後用マップを選択、これ以外
では暖機前用マップを選択）も可能である。同様に、吸
気温センサ単独における吸気温ＴHAの絶対値によるマッ
プの選択（例えば、吸気温ＴHA≧ｙ℃で暖機後用マップ
を選択、これ以外では暖機前用マップを選択）も可能で
ある。

【００３４】更に、水温センサ及び吸気温センサからの
各絶対値によるマップ選択において、いずれか一方また
は両方の条件を満足するときに暖機後用マップを選択、
これ以外では暖機前用マップを選択することも可能であ
る。

【００３５】そして、上記実施例のコイル温度の推定で
は、水温センサ、吸気温センサを用いているが、本発明
を実施する場合には、これに限定されるものではなく、
エアコンの外気温センサ等も利用することもできる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の内燃機
関用制御装置によれば、情報入力回路で内燃機関の運転
状態に応じて遷移する各種制御情報が入力され、その入
力された各種制御情報に応じ、点火コイルのコイル温度
が高温時及び低温時に対応して内燃機関の運転状態と点
火コイルの通電時間との関係を表す複数のマップを有す
る通電時間演算手段で、マップが選択され点火コイルへ
の通電時間が算出され、その点火コイルへの通電時間に
基づき点火制御回路から点火コイルに点火信号が出力さ
れる。このように、点火コイルの通電時間が内燃機関の
運転状態に加えて、その点火コイルの温度に対応した複
数のマップにて設定されている。このため、各種センサ
情報に応じてマップを選択することで、点火コイルに対
する通電時間を適切に制御することができる。

【００３７】請求項２の内燃機関用制御装置によれば、
請求項１の効果に加えて、通電時間演算手段で、点火コ
イルの温度が、吸気温、外気温、冷却水温のうち１つ以
上の制御情報に基づいて算出される。このように、点火
コイルに対する通電時間をその点火コイルの温度に対応
させて制御する際に、既設の温度センサからの出力信号
を用いることができる。このため、点火コイルの通電時
間制御において、新たな温度センサ等を増設する必要が
ないためコスト上昇を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は本発明の一実施例にかかる内燃機関用
制御装置の回路構成を示すブロック図である。

【図２】 図２は本発明の一実施例にかかる内燃機関用
制御装置における通電時間とコイル遮断電流との関係を
示す特性図である。

【図３】 図３は本発明の一実施例にかかる内燃機関用
制御装置で用いられる機関回転数と通電時間との関係を
バッテリ電圧をパラメータとして示す特性図である。

【図４】 図４は本発明の一実施例にかかる内燃機関用
制御装置で用いられる機関回転数とバッテリ電圧とに基
づいて設定される通電時間を示す特性図である。

【図５】 図５は本発明の一実施例にかかる内燃機関用
制御装置で使用されているＭＣＵの点火制御の処理手順
を示すフローチャートである。

【図６】 図６は本発明の一実施例にかかる内燃機関用
制御装置で使用されているＭＣＵのマップ選択の処理手
順を示すフローチャートである。

【図７】 図７は本発明の一実施例にかかる内燃機関用
制御装置で用いられる機関回転数と通電時間との関係を
バッテリ電圧をパラメータとして暖機前後で示すマップ
である。

【符号の説明】

２０ ＭＣＵ ６０ 点火コイル １００ ＥＣＵ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の各気筒毎に配設された点火プ
   ラグに点火エネルギを供給する点火コイルと、 前記内燃機関の運転状態に応じて遷移する各種制御情報
   を入力する情報入力回路と、 前記点火コイルの温度が高温時及び低温時に対応し前記
   内燃機関の運転状態と前記点火コイルの通電時間との関
   係を表す複数のマップを有し、前記情報入力回路からの
   各種制御情報に応じて前記マップを選択し、前記点火コ
   イルへの通電時間を算出する通電時間演算手段と、 前記通電時間演算手段で算出された前記点火コイルへの
   通電時間に基づき前記点火コイルに点火信号を出力する
   点火制御回路とを具備することを特徴とする内燃機関用
   制御装置。
2. 【請求項２】 前記通電時間演算手段は、前記点火コイ
   ルの温度を、吸気温、外気温、冷却水温のうちの１つ以
   上の制御情報に基づいて算出することを特徴とする請求
   項１に記載の内燃機関用制御装置。