JPS59115466A - 火花点火式内燃機関の点火時期制御方法 - 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】 本発明は火花点火式内燃機関の点火時期制御方法に関す
る。

内燃機関の電子式点火制御においてはマイクロコンピュ
ータからの通電制御信号によってイグニッションコイル
の通電時間を制御しており、その過不足によりコイルの
発熱あるいは２次発生電圧の低下等の不具合を生ずるの
で通電制御信号の出力精度は高いものが要求されている
。しかし、従来はマイクロコンピュータを使用して、運
転状態を表わす各種センサからの情報により点火進角度
を時間に変換して上述の通電制御信号を出力する場合に
、例えば、クランク軸の１回転の所要時間を用いている
ためクランク軸の回転速度が上死点に近付く上界過程の
上死点から遠ざかる下降過程におけるそれぞれのクラン
ク角位置において異なることが考慮されていないため、
高精度の点火時期制御が要求される場合には、このよう
なりランク軸１回転中におけるクランク軸回転速度の変
化の影響は無視できない。

本発明は、このような欠点を改善し点火時期制御方法に
おける精度の向上を目的とする。

本発明においては内燃機関の運転状態を検知Ｊ−る各種
センサからの情報により、マイクロコンピュータを使用
して最適点火進角度を時間に変換して、その信号をイグ
ナイタへ出力する場合ディストリビュータに取り付けら
れた信号発生器により所定の数で等分割されたクランク
角度間の回転所要時間をパルス信号にて出力し、その出
力信号によって上記角度から通電時間に変換する演算を
行うことににす、点火時期の制御精度を向上している。

第１図は本発明を４気筒内燃機関に適用した場合の１実
施例に於（）る全体接続構成を示したもので、クランク
軸１回転を１２等分した角度位置毎に角度位置信号を発
生するよう構成した角度位置ロータ１１と、１燃焼サイ
クルに１パルスの基準位置信号を発生する基準位置ロー
タ１２をディストリビュータ回転軸と１体に取り付け、
該ロータの近接によりパルスを発生する信号発生器２１
゜２２を配設し、一方各科センリ−３９１〜３９８によ
る内燃機関の冷却水温、吸入空気量、無負荷信号等の情
報どディストリビュータ５０の信号発生器２１から１ｑ
られるクランク角所要時間から計算される回転数とから
所定の演算式に基いて最適点火時期を粋出し、この最適
点火時期と角度位置信号とＭ型位置信号からその点火時
期までの所要時間を演算するマイクロコンピュータ３４
を内蔵する電子制御回路３０をディストリビュータ５０
とイグナイタ４０間に電気的に配置し、電子制御回路３
０によりマイクロコンピュータ３４で演算された結果を
り４ｉ形波パルスの通電信号としてイグナイタ４０に供
給される。イグナイタ４０では通電信号矩形波パルスを
元にして最適な通電時間を決めその時間間隔でイグニッ
ションコイル４１の１次コイルにバッテリ電流を通電す
るようパワトランジスタ４２を導通させる。矩形波パル
スの立下りを点火Ｒ１１１１としてイグナイタ４０はパ
ワトランジスタ４２をカットオフしてイグニッションコ
イル４１の１次コイルへの通電を遮断し、その時二次コ
イルに発生した高電圧をデストリピユータ５０の配電ロ
ータ５１を介して所望の気筒の点火栓６０に供給する構
成としである。

本実施例に於いては内燃機関のクランク軸１回転を１２
等分し、３０°クランク角度毎に入力する信号発生器を
設けてクランク角３０度間の所要時間をクランク角度に
対応したランダム・アクセスメモリ（ＲＡＭ）に記憶す
る。４気筒内燃機関を例にとると点火間隔は１８０度で
あるので６ケのＲＡＭを用意する。第２−２図はクラン
ク角度とＲＡＭの対応を示し、第４図は発明者が実験に
より求めた内燃機関の３０度所要時間の周期とＲＡＭの
対応を示しである。この所要時間Ｔ３０をもとにして最
適点火時期までの所要時間ＴＨを算出して現時刻を油筒
してコンベアレジスタにセットする。所要時間ＴＨの軽
過後コンベアレジスタとタイマの一致が起り、点火出力
ボートの処理を実行する構成としである。例えば最適点
火時期が５０’　ＲＴＤＣであればＲＡＭＦの３０度所
要時間Ｔ３０Ｅを用いてカウントダウン所要時間ＴＨ＝
　（６０−５０）／３０ｘＴ３０Ｅを求め５− ５°ＢＴＤＣであればＲＡＭＦの３０度所要時間Ｔ３Ｏ
Ｆを用いてカウントダウン所要時間Ｔｌ−１＝　（３０
−５）／３０ｘＴ３０Ｆを求めるよう演算を切替えて算
出する。

次にマイクロコンピュータ３４における演算手順の実施
例を第２−２図及び第３図に従って説明する。第３図の
フローチャートにおいてし３１０００はメインルーチン
で電子制御回路３０に接続された各種センサ３９１〜３
９８がらの冷却水温、吸入空気量、無負荷検出信号等各
種入力情報と３０’クランク角度間の所要時間より計算
できる内燃機関の回転数情報からあらかじめ設定した演
算式に基づいて最適点火時期を算出し、その値からイグ
ナイタへの通電信号をＯＮ処理するときの割込み発生回
数のカウント数（ＲＡＭ表示名ＮＣＮＴ）と割込みタイ
ミングからＯＮ処理クランク角度までのクランク角度（
ＲＡＭ表示名θＯＮ）とＯＦＦ処理クランク角度までの
クランク角度（ＲＡＭ表示名θＯ［Ｆ）を夫々ＲＡＭに
記憶しておく処理を行う。

＝６− 第１図に示すように前記角度位置ロータ１１と信号発生
器２１によって発生器る角度位置信号の線を電子制御回
路３０内のマイクロコンピュータ３４の割込みポート３
１に接続し、Ｍ型位置ロータ１２と信号発生器２２によ
って発生ずる基準位置信号の線を同じく割込みポート３
２に接続しである。そして基準位置信号の割込みが発生
した場合はＬ１３０００のルーチンへメインルーチンの
途中からジャンプしフラグＦ１をセットする。又角度位
置信号の割込みが発生した場合はＬ２２０００のルーチ
ンヘジャンプし割込みの発生した時刻をフリーランタイ
マカウンタ（ＦＴＣ）から読みとりＲＯに記憶し、その
記憶値と前回の割込み発生時刻記憶値（ＲＡＭ表示名５
ＤＯ）との差を求めそれをＲ２に記憶し３０°クランク
角度間の所要時間を算出して、角度位置割込みカウンタ
（ＲＡＭ表示名ＣＮＴ）の示すＲＡＭ　（ＲＡＭ表示名
Ｔ３０ｉ・・・・・・ｉはＣＮＨ値）に記憶すると共に
ＳＤＯに現割込み発生時刻を更新して記憶する。そして
Ｒ２に記憶した内容をＲ１に示された数値のＲＡＭ番地
＠Ｒ１に記憶してＣＮＨ毎にその番地を更新していく。

次いでＣＮＴに１を加えた後フラグＦ１をチェックしフ
ラグＦ１がセットされていればＣＮＴを初期値Ａに変更
する。フラグＦ１がセットされていなければＣＮＴの値
がＦより大きいかチェックし大きければＣＮＴを初期値
Ａに変更する。ＣＮＴの値がＦより小さいが等しい場合
は１３１０００のメインルーチン内であらかじめ求めら
れた点火信号のＯＮ又はＯＦＦの処理をするタイミング
かチェックし、そうでなければＲＴ　Ｉ　（Ｒｅｔｕｒ
ｎ　　Ｉ　ｎｔｅｒｒｕｐｔ）　Ｆ割込み前に実行中で
あったメインルーチンへ戻る。ＣＮＨの値が通電信号の
ＯＮ又はＯＦＦの処理をするタイミングである場合はＴ
３０ｉ　　（ｉ・・・・・・ＣＮＴの値）を読み出しＣ
ＮＴの値から算出されるクランク角度から通電信号のＯ
Ｎ又はＯＦＦされるまでの角度θをＩＬｒ間に変換する
。このとき時間Ｔｌ−１はＴ　Ｈ−θ／３０ｘＴ３０ｉ
の表現式で求めることができる。この演輝結果をコンベ
アレジスタにセットするとＪｔにＯＮを処理する場合は
フラグＦ２をセットし、それ以外の場合はフラグＦ２を
リセットして割込み前に実行中であったメインルーチン
へ戻る。１４は］ンペアレジスタの内容とフリーランタ
イマカウンタの値が一致したときコンベアー数刻込み処
理を行うザブルーチンで、ポートの状態をＲ３に記憶し
、フラングＦ２の値が１であるかチェックし、ＹＥＳで
あればＲ３の内容とＦ２の内容の論理和をとりＲ３に記
憶する。もしフラングＦ２の値が１でなければＲ３の内
容とＦ２の内容の論理積をとってＲ３に記憶づる。そし
てＲ３の内容をポートに出力Ｊる。

以上の処理にお【ノる各部の信号波形を第２−１図に示
す。ここで基準位置信号は第１図の１２と２２が近接し
た時に出力される信号の必要なエツジ部分を示したもの
で１パルス／１回転の信号である。角度板信号は図１の
１１と２１が近接した時に出力される信号のエツジ部分
を示したもので２４パルス／１回転の信号である。フリ
ーランタイマはＣＰＵ内フリーランタイマカウンタの値
で時間クロックをカウントアツプしていくのにつれ一〇
− て大きな値をとり、オーバーフローしたところでＯから
続けてカウントし直す。コンベアレジスタはＣＰＵ内コ
シコンベアレジスタ定された値を示し、通電信号の出力
を設定する角度位置信号の割込み毎に更新される。通電
信号出力はマイクロコンピュータ３４からの信号出力で
ある。カウントダウン時間は］ンペアレジスタ設定値と
フリーランタイマカウンタとの差の値を示したもので信
号波形ではない。最下段のタイミングチャートはそのタ
イミングでどの処理が実行されているが示したものであ
る。

以上の手順により内燃ｍ関が運転されると通常はメイン
ルーチンが実行されているが、角度位置信号が入力され
る毎にＣＮＴとＴ３０ｉが更新され３０°クランク角度
間の所要時間が連続して記憶されていく。第２−２図は
基準位置信号の割込みが発生した次の角度位置信号の割
込み位置を内燃機関の上死点に設定したときのＲＡＭア
ドレスとクランク角度位置の対応を示したもので１８０
°クランク角度毎にＲＡＭの内容を更新し１０− ていく状態を示している。

第４図に示されているように各気筒ごとの上死点では圧
縮により回転速度が低下する為にほぼ１８０°クランク
角度周期で回転速度が変化する。

従って、クランク角度毎に所要時間が異なる事により角
度を時間に変換するとき特定のクランク角度の所要時間
あるいは１８０°クランク角度間の平均時間を使用する
と通電信号のＯＮ側の演算誤差とＯＦＦ側の演算誤差を
生じ且つ一様でない為通電信号の出力精度が悪化するこ
とがわかる。本発明による実施例に於いては実際にカラ
ン１−ダウン時間を設定する時期の角度位置信号の割込
み時期に丁度１点火前の同じクランク角位相の３０’ク
ランク角度所要時間を読み出して角度θを時間ＴＨに変
換しているので内燃機関の１燃焼サイクル間に存在する
速度変動による演算誤差をなくし、点火時期を制御する
通電信号の出力精度を向上することができる。

なお本実施例に於いては４気筒を例にとって説明したが
他の気筒数の内燃機関に於いても点火周期内を等分割し
た数のＲＡＭを割り付けて演算すれば同様であり角度位
置信号の発生する周期は３０°クランク角度毎に限らず
１５°、２０’　。

６０°クランク角度毎であっても演算精度と演算速度の
かね含いて設定でき同様の効果が得られる。

又、角度から時間に変換する演算時期を、メインルーチ
ン内で点火時期を求めた後とし通電信号のＯＮあるいは
ＯＦＦ処理をするＣＮＴを判別して該当するＴ　３０　
ｉを読み出して演算してカウントダウン時間をＲＡＭに
記憶しておき、通電信号のＯＮあるいはＯＦＦ処理をす
る角度位置信号の割込み発生時に該時間をコンベアレジ
スタヘセットする処理としても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を４気筒内燃機関に適用した場合の一実
施例の全体接続構成図、第２−１図は電子制御回路内で
の角度に於ける信号波形図、第２−２図は各クランク角
度における対応するＲＡＭを示した図、第３図は本発明
の実施例におけるマイクロコンビコータの演算手順を示
すフローチャート、第４図は内燃機関の３０’クランク
アングル所要時間の周期とＲＡＭの対応を示す図である
。 １１・・・ロータ １２・・・基準位置ロータ ２１．２２・・・信号発生器 ３０・・・電子制御回路 ３１．３２・・・割込みポート ３４・・・マイクロコンピュータ ３４１・・・アキューム・レークとコントローラ３４２
・・・リード・オンリー・メモリ３４３・・・ランダム
・アクセス・メモリ３４４・・・フリーラン・タイマ・
カウンタ３４５・・・入力ポート ３４６・・・フリーランニング・タイマ・カウンタ３４
７・・・コンベア・レジスタ ３４８・・・出力ポート ３９２・・・アクセル開度スイッチ　全開側　信号セン
サ ３９３・・・トランス・ミッション　ニュートラルスイ
ッチ信号センサ １３− ３９４・・・エアー・コンディショニング・スイッチ　
信号センサ ３９５・・・車速信号センサ ３９日・・・冷却水濡信号電圧センサ ３９７・・・吸入空気量信号電圧センサ３９８・・・バ
ッテリ電圧センサ ４０・・・イグナイタ ４１・・・イグニッションコイル ４２・・・パワトランジスタ ５０・・・ディストリビュータ ６０・・・点火栓 ７０・・・バッテリ 代理人　浅　　村　　　皓 外４名 １４−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １点火周期に相当するクランク角度を複数個の等角度の
   区間に分割し、クランク軸の回転に同期してそれぞれの
   区間の開始時期毎に角度位置信号を発生し、 各区間に対する角度位置信号の発生時刻から各区間毎の
   クランク軸回転所要時間を算出して記憶し、 機関の運転状態を示すパラメータに基づいて、所定の周
   期毎に点火時期角度を算出し、前記点火時期角度がどの
   区間に属するかを判定し、その属する区間の前回のクラ
   ンク軸回転所要時間と算出された点火時期角度に基づい
   て、その区間の開始時刻からその点火時期角度までの時
   間を算出し、この時間が経過した時に点火信号を発生す
   る火花点火式内燃機関の点火時期制御方法。