JPS5915675A

JPS5915675A - 内燃機関の点火時期制御装置

Info

Publication number: JPS5915675A
Application number: JP57122200A
Authority: JP
Inventors: Akito Yamamoto; 明人山本
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1982-07-15
Filing date: 1982-07-15
Publication date: 1984-01-26
Also published as: JPS635589B2

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】（技術分野）この発明は、内燃機関のアイドリンク時の点火時期制御
装置に関する。

（従来技術）従来の内燃機関の点火時期制御装置としてＩｄ。

例えば以下のようなものがある。

内燃機関がアイドリンク運転にあるか否かをチェックし
、アイドリンク時には、第１図に示す特性に従って９機
関回転速度Ｎ（ｒｐｍ）に基づいて点火時期すなわち点
火進角値ＡＤＶ　（０Ｔ３Ｔ　ＤＣｌｔ決定する。

さらに２点火コイルの１次電流が通電開始時の電流値、
、Ｏｌｌから点火火花を飛ばすために８侠な所定値に達
する脣での通電時間は、ノクソテリ電圧Ｖ１１の大きさ
によって変わるので、）；ツテリ電圧Ｖｌｌに基づいて
点火コイルの通電時間を求める。この通電時間とその時
の機関回転速度Ｎから通電角度が求まり、このｉノＴ１
電角度と−Ｌ述の点火進角値ＡＴ）Ｖからｊ電電開始角
１）ＷｌうＬＬ　（ＯＢＴＤＯ）が決定さｉする。

機関はクランク軸の回転に伴なって２通電開始角１’）
ＷＥ　Ｌ　Ｌで点火コイルに１次電流が通′電開始され
２点火時期ＡＤＶに１次電流が遮断されて、対応する気
筒が点火される。

なお、アイドリング運転でない場合は、第２図に示す特
性に従って１機関回転速度Ｎと吸入空気流量Ｑ（または
吸入負圧、まだは機関回転速度Ｎと吸入空気流量Ｑと定
数からＴｐ＝ＫＱ／Ｎと１−で演算される基本燃料噴射
量Ｔｐ）に基づいて基本点火進角値Ａ、Ｄ　ｖｐを求め
、これに冷却水習、度ＴＭセクランキング（始動）中か
否かに応じた補正を行なって点火進角値ＡＩ）Ｖを求め
る。通７Ｂ開始角ＤＷＩ？、　Ｌ　Ｌ　ｉ、ｊアイドリ
ングの場合と同様に、バッテリ電圧ＶＢと機関回転数Ｎ
に応じて決定される。

第１図に示すように、アイドリンク時の特に機関１１−
４転速度Ｎが約１１００Ｏｒｐ以下では７点火進角値Ａ
ＤＶｉｊはソ一定で通常は約２００ＢＴＩ）Ｃイ・ｊ近
９こ設定さｉする。

一般に２点火進角値ＡＤＶと機関の発生トルク（ｋｇｎ
）との関係は第３図に示す通りで１点火進角値ＡＤＶ　
カ３ｏ　〜４０　（ＯＢＴＤＣ）　付近テ’ｄ生）　ル
クカ最大となる。このように点火進角値Ａ’ｔ）Ｖを３
０〜４０°に設定して２機関が最大トルクを出力するよ
うに制御することを、　ＭＢＴ　（Ｍｉｎｉｍｕｍ　ａ
ｄｖａｎｃｅｆｏｒ　Ｂｅ５ｔ　Ｔｏｒｑｕｅ　）　制
御、′！、た点火進角値３０〜４００Ｉ３ＴＤＯをＭＢ
Ｔ点と称している。

さらに２点火進角値ＡＴ）Ｖと燃料消費率（ｇ／ｐｓ・
１］）すなわち燃費との関係は第４図に示す通りで、第
３図と第４図を対比すると明らかなように１点火進角値
ＡＤＶがへ打３Ｔ点付近では、ＭＨＴ制御状態でしかも
燃費が最少となる。従って点火進角値Ａ、ＤＶ　Ｉｄ　
３０〜４００Ｉ３　Ｔ　ｌ）０　付近ｔ７Ｊ）　ＭＩＪ
Ｔ　点ニ設定ｔ　７）のが好ましい。

しかしながら、第１図に示すように、アイドリンク時の
特に機関回転速度Ｎが約１１０００ｒｐ以下では２点火
進角値ははマ一定で約２００１３Ｔ　Ｉ）Ｃ（、Ｊ近に
設定されている。乙の理由は、アイドリンク時には吸入
空気流量が少ないために実効圧縮比が小さく、従って９
点火時期をＭＢＴ点に設定すると。

機関の個体差や吸入空気の温度、湿度等の条件により失
火が生じ易く２機関回転の安定度が損われるからであり
、２０°ＢＴＤＣ！付近で点火を行なえば。

気筒内圧力がある程度上昇しており、そのような条件下
でも、確実かつ安定した着火性能が得られるからである
。

従って従来装置によるアイドリング運転では。

失火を防いで安定した着火性能を得るために、燃費を犠
牲にしているという問題点があった。

（発明の目的）この発明は、この上う々従来の問題点に着目してなされ
たもので１機関のアイドリンク時に１点火時期がＭ１３
Ｔ点イ」近にあるようにフィートノ９ツク制御して９機
関出力と燃費の向上を図ると共に。

着火を確実に行なって失火を防ぎ、燃費性能、排気性能
１回転安定性を向上させることを目的とする。

（発明の構成および作用）そこで、この発明の特徴は、先ずアイドリング時の点火
時期をＭ　Ｂ　Ｔ点付近に設定すると共に。

機関回転速度Ｎが最大となるクランク角位置θＮｍａｘ
または機関回転加速度ｄＮ／ｄｉが最大と々るクランク
角位置θ（ｄＮ／ａｔ）ｍａｘの大きさによって２着火
したか失火［７たかを判定し１着火した場合には点火進
角値ＡＴ）Ｖを進角させ、かつ失火した場合には遅角さ
せることによって、失火を防止し７ながら。

点火時期がＭＢＴ点にあるようにフィードバック制御し
、出力および特に燃費性能の向上を図るうしかしながら
、燃焼は個々のザイクルにおいては確率的現象であるの
で、たとえフィードバック制御を行なっても一定の割合
で失火が起こるのは避けられず、単にＭ１３Ｔ点付近に
フィードバック制御するだけでは、燃費性能、排気性能
１回転安定性の向上には限界がある。

そのため、この発明においては、同一点火ザイクル内に
おいて各気筒の点火を複数回とし、かつ複数のうちの初
回口を上述したＭＩＮＴ点付近へのフィードバック制御
とし、万−初回目の点火で失火し２ても、２回ｌ］以降
の点火により燃焼サイクルの終了までには確実に着火さ
れるように構、成することを特徴とする。

以下、実施例に゛つき図面に、基づいて、４気筒機関を
例とＩ〜で説明する。

第５図は、この発明に係る点火時期制御装置の構成を示
す。同図において、１はディス）　ＩＪピユータ２に内
蔵されたクランク角センザで、クランク軸の基準位置（
１番気筒の圧縮上死点を０として、　　−７０、１１０
、２９０、４７０、６５０°、・・・すなわち１８０°
毎の各気筒の圧縮上死点前７０°）を示す基準ＲＰＦ信
号と、クランク角度１ｗのｌＰＯ３信号を発する。基準
ＲＥＦ信号の中で特定気筒（、、ｆＴ１常は１番気筒）
９７０°ｒ３ＴＤＣに対応する基準１？上Ｆ信号は、他
の気筒の基準ＥＥＥ”信号よりノ々ルス１１］が犬きく
、これによって気筒の判別を行なうことができる。３は
点火栓４０座会部に構成さね、た圧電素子からなる気筒
内圧力センサで、気筒内圧力Ｐ信号を発する。５はエア
ノロ−メータで。

吸入空気流上Ｑ信号を発する。６はスロットルバルブス
イッチで、スロットルバルブ７が閉（ずなわちアイドリ
ング時）または開（非アイドリンク時）を示すアイドリ
ングＩＤＪ、Ｅ（９号を発する。８はニュートラルスイ
ッチで、　トランスミツシヨン９のギア位置が二一一ト
ラルか否かを示ずニーートラルＮＥＵＴ信号を発する。

１．０はバッテリ、１１ハイクニッションスイッチ、　
１２はコントロールユニットリレーで、イグニッション
スイッチ■１がオン（二なるとコントロールユニットリ
レー１２を介してバッテリｌＯから主電源となるバッテ
リ電圧Ｖ１１信号が発せられる。またイグニッションス
イッチ１１のスタート端子が接続されると、スタータモ
ータリレー１３を介してクランキング中であることを示
すスタータ５ＴＡＲ’ｌ”信号が発せられる。１４は水
温センサで１機関の冷却水温度Ｔｗイハ号が発せられる
。

これらの３信号はコントロールユニット１５に人力され
、演算処理されて９点火時期１１１１係１１１（ｊＮＯ
ＵＴ仏号が出力され、この点火時１０１制ｇｌｉｌ　１
．　ＯＮ（υ１月゛信号によりパワートランジスタ１６
を駆動し１点火コイル１７の１次電流の通′市と遮断と
を１１なって、！関の点火時期を制御する。

第６図は、コントロールユニット１５の構成を示ス。同
図において、コントロールユニット１５は、信号整形回
路１８９人力インタフェース回路１９．９ＰｔＪ２０．
　　メモリ２１．演算タイマ回路２２゜出力インタフェ
ース回路２３．バックアップ回路２４、切換回路２５．
駆動回路２６．電源回路２７゜その他から構成される。

またメモリ２１は、　Ｒ，ＡＭ２８、記憶保持用メモリ
２９．マスクＲＯＭ　３０　。

Ｐ几０Ｍ３１を含む。駆動回路２６から出力される点火
時期制御ＩＯＮ　ＯＵＴ信号は信号整形回路１８に戻さ
れ９人力インタフェース回路１９を介して外部割込とし
てＣＰＵ２０に人力される。人力インタフェース回路１
９は点火時期制御Ｔ（）ＮＯＵＴ信号の立下り時にＣＰ
Ｕ２０に割込信号を人力するよう構成されており１点火
コイル１７の１次電流遮断（すなわち点火）時を、ＣＰ
Ｕ２０に通知する。

第７図は、第６図の人力インタフェース回路１９゜演算
タイマ回路２２．出力インタフェース回路２３を含む人
出力インタフェース演算タイマ回路のＩｃの主要部の内
部構造を示す構成図である。同図において、３２はマル
チプレクサで、アナログ信号である気筒内圧力Ｐ信号、
吸入空気流Ｉｊ：　Ｑ信号。

バッテリ電圧ＶＢ信号、冷動水温度Ｔｗ信号を人力し、
そのうちの１つを選択して出力する。３３はＡＤ変換回
路で、マルチプレクサ３２で選択されたアナログ信号を
ディジタル信号に変換する。３４はディジタル入出力回
路で、ディジタル信号であるアイドリングＩＤＬＥ信号
、ニュートラルＮ１８を用゛信号、スタータＳ　’Ｉ’
Ａ　ＴＬＴ信号を人力する。３５は回転角度カウンタ回
路で、クランク角１８０１りの基準Ｊ、ＬＥ　Ｆ　１号
によってリセットされ、　　Ｉ　ＰＯ８信号によってカ
ウントアツプされる角度タイマと。

ＡＮＧＬＥレジスタを有し９回転角度に同１す（シた角
度一致割込信号Ｓ、を発生ずる。そしてこのＡＮＯＬＩ
“〕レレジタを読むことにより、クランク角位置θを検
出することができる。

３６は回転速度計測回路で、予め定められた１；１測時
間の間１°Ｐ　ＯＳ　、ｆ、ニー号の数をカウントし、
計測時間の約１時にカラントイ］１″１をＨ，Ｉ）Ｍレ
ジスタに記憶すると共に１回転速度旧測終γ割込（＝ｒ
号Ｓ２を発生する０、このｌＬ［）Ｍレジスタを読むこ
とによって１機関回転速度Ｎ（ｒｐｎ・）を読むことが
できる。この読込□　・ろは回転速度Δ１７１１１１終
ｒ割込信号Ｓ２を受けて的゛らに１」なう。

なお、１−記のｃ；１ｔ１１］］１１、（１間、ずなわ
ち、’７１１１１り周期は。

低回クリ、時の分解能と高回転貼のカウンタオーパフＩ
Ｊ−を勘案して１通常は１０ｍ５ｅｃ　ｉｌ後に設定さ
ｈる３、この１０ｍ５８Ｑという旧ｆ則周期では、　　
６００　ｒｐｍのアイドリング１１ｊ」には２機関１回
転につき１０回の回転速度１１１測力胃Ｊわれることに
なる、。

３７は割込制ｉ’１１１１回路で１回転角度）Ｊウンタ
回路：（５からの角度一致割込信号Ｓ１や回転速度８１
１Ｉｌ１１回路３６からの回１ｉｙｊ速度旧測終了割込
イ馴号Ｓ２および７ｃの他の制御のための各種割込要求
を制御し。

０１１Ｕ２０に割込要求を発する。

３８　ハ１．　ＯＮ　ハ）Ｉｉ　、７．　回’Ｊ％　テ
、　　ＡＤＶ　Ｌ／　ｉ；’　ス９　、　ＤＷＥＬ’Ｌ
レジヌタ、２つのカウンタ、コンパレータを治し。

点火時期制御ＩＯＮ　Ｏ［Ｊ’Ｌ’パルス伯号を信号る
。

Ａ、ＤＶレジスタにはＣＰＵ２０で演か１１された点火
叶角値Ａ、Ｉ）　Ｖが一時格納され、　　１）ＷｌうＬ
　Ｉ−、レジスタにはＣＰＵ２０で演費された通電開始
角１）Ｗ　ＩＧ　Ｌ　Ｌの植が一時格納される。

点火進角値Ａ、ＤＶと通゛ｉｔ開始角１）ＷＩ８ＬＬの
実際の値は、１−死点＋ｉｉｉ何度を示す値であるが、
Ａ、ｌ）ＶレジスタおよびＩ）ＷＥ　Ｌ　ｉ、レジスタ
にそれぞれ（８納される際には、これらの進角値は基？
Ｉｌ；＋（、Ｔ＞Ｆ信号すなわち上死点１３１７０°を
ノル準（０）とする値に変換されて格納される。例えば
点火進角値Ａ　Ｄ　Ｖ二：３００ＨＴＩ）Ｏの場合はＡ
、ＤＶレジスタのイ１１１１は７Ｏ−３０＝／１０であ
り９通′市開始角４５１３ＴＩ）Ｃの場合は１．ＩＷＥ
ＬＬレジヌタのイ直は７０−４５＝２５となる。そして
以１・の説明における各種レジスタの値も、Ｉ″：て７
００ＢＴ■）Ｃを基ｎ１ｇｃｏ）とするイ的が使用され
る３、基準Ｉｔ　Ｅ　ｌ・”　（２号が入った時から、
２つのカウンタが１．ＰＯＳ（，４号をカウントし始め
、−力のカウンタの値がＤＷＦ、Ｌ　Ｌレジスタの（Ｉ
ｔ４に一致した時に。

点火時期制御ＴＯＮ　ＯＵ’Ｌ’信号が′°１″′にな
って１点火コイル１７の１次電流の通電が開始され１次
いで（［２方の）７ウンタの値がＡＤＶレジスタの値に
一致した時に９点火時期制御ＩＣ）Ｎ　ＯＵＴ信号が°
゛００パり１点火コイル１７の１次電流が遮断されて。

点火火花が飛ぶ。２つのカウンタは基準Ｉｔ■しＦ信号
と点火時期制御ＩＧＮＯＵＴ信号がＪ−１に°゛００パ
った時にクリアされる。

次に動作を説明する。

第８図（ａ）（＋））（Ｃ）に、クランク角位置Ｏに対
する気筒内圧力Ｌ）、ｌｉ関回転団度Ｎおよび機関回転
加速度（ｉＮ／ｄｔの関１系を示すＰ−θ、Ｎ−θ、ｄ
Ｎ／旧−〇の各波形を示す。図から明らかなように、気
筒内で燃焼が行なわれて有効トルクが発生すると１機関
の慣性のため機関回転速度Ｎがやや遅れて上昇し始め、
はぼ燃焼行程の終了まで上昇を続け、その後次の気筒の
圧縮の影響で機関回転速度Ｎは下降し始め９次の燃焼か
らやや遅れて再び」―昇を始める。というサイクルを繰
り返す。

そして１機関回転加速度ｄＮ／旧は機関回転速度Ｎを微
分することにより求められる。

機関回転速度Ｎが最大となるクランク角位置ＯＮｍａｘ
および機関回転加速度ｄＮ／ｄｉが最大となるクランク
角位置θ（ｃｌＮ／６ｔ）ｍａｘと点火進角イｉｒ’ｉ
Ａ、ｌ）Ｖとの間には、第９図および第１０図に示すよ
うな関係がある。

そして、このθＮｍａｘまたはθ（ｄＮ／６ｔ、）ｍａ
ｘのイ的によって１機関が着火したか失火したかを判定
することができる。

すなわち１機関が着火した場合は、　　ＯＮ＋＋＋ａｘ
は上死点後に位置し、失火した場合は、０１Ｊ回の点火
以降機関回転速度Ｎは単調に減少するため、θＮｍａｘ
は」二死点以前に位置する。従って、各点火サイクル（
１８０°）毎にθＮｍａＸを求め、このθＮｍａＸを１
−死点と比較し、θＮｍａＸが上死点後に位置していれ
ば着火、上死点以ｆｉｉＪに位置していれは失火と判定
する。

または２機関が着火した場合はθ（ｄＮ／６ｔ）ｍａｘ
　　は」二死点後に位置し、失火した場合は、θ（（Ｉ
Ｎ／（Ｉｔ）は単調に減少した後（−）のはシ一定値を
示ずため。

θ（ｃｌＮ／６ｔ）ｍａｘは上死点り、前に位置ずイ）
。従って。

各点火ザイクル毎にθ（６Ｎ／ｄｔ）ｍａｙを求め、こ
のθ（ｄＮ、’　６　ｔ）　ｍａｘを上死点と比較し、
θ（６Ｎ／　（ｌｔ）　ｍａＸが上死点後に位置してい
れば着火、上死点以前に位置していれば失火と判定する
。

第１１図において、クランク角七ンサ１からの、１に準
ＩもＦ、Ｆ信号（第１１図（ａ））とＩ　Ｐ、０８信号
（第１１図（＋））　）から９回転角度カウンタ回路３
５によってクランク角位置θが求められる。また。

前述１−だように予め設定された計測区間を有する１１
１測周期毎に（ずなわち１０ｍ５ｏ。程度毎に）（第１
１図（Ｃ）　）　、回転速度計測回路３６によって１１
１’Ｏ８（，７号の数（周波数）がカウントされ（第１
１図（ｄ））。

機関回転速度Ｎが求められる。そしてその機関回転速度
Ｎの５１測区間についての差分（第１１図（ｃｌ）を求
めることにより１機関回転加速度ｄＮ／ｄｉが得られる
。

なお、第１１図において、（［）はクランク角位置。

（ｇ）はＮロ１ム角度カウンタ回路３５のＡＮＧＬＥレ
ジヌタの（ｉｉ’＜　、　　（ｈ　）は機関が失火した
時の（ｄ）と同様の３１測区間内の機関回転速度Ｎで２
図示の通り。

前回の点火以降はぼ単調に減少しており、（市＃、（＋
１）の差分をとることにより得られる失火貼の機関回転
加速度ｄＮ／ｄｉを示し、前回の点火り、降はぼ一定の
（ニー）Ｉｃ６　（またはＯ）を示している。

先ず９機関回転株度Ｎが最大となるクランク角位置θＮ
ｍａｙを求めるための回転変動ｄ１測ブ［ゴブラムを、
第１２図により説明する。このブし１クラノ、は１回転
角度カウンタ回路３５からの角度一致割込信号ＳＩによ
って、１８０毎の基＋（／ｆｌＬＩ骨゛伯号によ信号気
筒の上死点１）；Ｊ　７０　に実行が開始さ、１１．る
１、プログラムの先頭で２回転角度カウンタ回路；３５
のＡＮＧ、ｒＪレジスタに格納されている。第１１図（
Ｃ）に示した計測区間毎の回転速度Ｍ１測終ｒ時のクラ
ンク角位置θを、汎用レジスタＡにロードしておく（第
１２図ステップ４１）。次に７回転速度計測回路３６の
１．Ｌ　Ｐ　Ｍレジスタに格納されている１）１測区間
内の機関回転速度Ｎを、汎用レジスタ１３にロードしく
ステップ４２）、ＲＡＭ２８の所定ｄ冒１１に割りつけ
られている点火時期制御の同一９−イクル内の過去の最
大機関回転速度Ｎｍ！ＬＸを表わす■’ＭＯＬＩ）の値
と比較する（ステップ４３）。比較の結果、今回のψＮ
が過去のＮｍａＸより大きけｉｔは、今回のＮをＲ，Ｐ
ＭＯ［、Ｄに記憶［、、（ステップ４４）。

同時に今回のクランク角位置０をＲＡＭ　２８の所定附
地のＩｔ、ＰＭｌ、）ｌ’：Ｇに記憶させる（ステップ
４５）。

ステップ４３で今回のＮの方が過去のＮ。ａｘよりも小
さげれば何もせずに終る。−ＲＰＭＯＬＤのＮｍａｘの
値とＲＰＭＩ）ＥＯのｏＮｍａＸの値は後述する点火時
期フィードパンク制御プログラム（第１５図）の各ナイ
クルの終了時にクリアされているので、従って。

このにうな処理により点火時期制御の１リーイタル（１
点火区間）内での機関回転速度が最大となるクランク角
位置θＮｍａＸを求めることができる。

１（Ｊ”Ｍｌ）ＥＣ：）に記憶される（ＪＮｍａｘＯ値
は、７０ＢＴＤＣを基準（０）とした値をとる。

また１機関回転加速度ｄ　Ｎ　／　ｄ　ｔが最大となる
クランク角位置θ（（］Ｎ、／　６ｔ）　ｍａｙを求め
るための回転変動計測プログラムを、第１３図により説
明する。

このプログラムも」二死点目＋１７０州に実行が開始さ
れる。

−Ｌ述と同様に２回転角度カウンタ回路：３５のＡ、Ｎ
（）Ｌｌｕレジスタに格納され−Ｃいる訓測区間角の回
転速度計測終了時のクランク角位置θをｎ・Ｌ用しジス
タＡに、かつＴ（、ＰＭレジスタに格納されている。？
４測区間内の機関回転数Ｎを汎用レジスタＩ３に。

それぞれロードする（ステップ５１．５２　）。次いで
、この汎用レジスタＢの値とＲＡＭ２８の所定吊地に割
りつけられている１つ前の口側区間内の戊関回転速度Ｎ
を表わすＲ，ＰＭＯＬＤの値とのズ゛をＪｌ’Ｍす（ス
テップ５３）、この差分をＩＬＡＭ　２８の所定番地に
割りつけられ−Ｃいる点火時期制御の同一リーイクル内
の過去の最大の差分を表わすＩ（、Ｉ）Ｍ　ｌ）　Ｌ　
Ｔの値と比較する（ステップ５４）。比較の結果、今回
の差分が過去の最大の差分より大きければ、今回の差分
をＩＬ、ＰＭｌ、）ＬＴに記憶しくステップ５５）。

同時に今回のクランク角位置θをＲＡＭ　２８の１９〔
定ｍ地）１％ＰＭ、Ｉ）ＥＧ　＋１記憶サセル（ステッ
プ５６）。、ステップ５４で今回の差分の方が過去の最
大の差分よりも小さければ何もしない。次いで、　ｌ’
Ｍレジヌタの値すなわち今回の機関回転速＋ｆＮの（Ｉ
ｌ′＋をσＬ用レしスタＢにロードしくステップ５７）
２さらにそのレジスタＢの値を１１．ＰＭＯＬＤに記憶
させて（ステップ５８）１次の計測区間の処理に備えて
終る。ｉ（、ＰＭＩ）ＬＴの最大の差分すなわち（ｄＮ
／ｄｔ）。。

の値とＲ，［）ＭＴ）ＥＧのθ（ｄＮ／６　ｔ）　ｍａ
ｘの値は後述する点火時期フィードバック制御プログラ
ム（第１５図）の各サイクルの終了時にクリアされてい
るので。

従って、このような処理により点火時期制御の１サイク
ル（１点火区間）内での機関回転加速度が最大となるク
ランク角位置θ（ｄＮ／６ｔ）ｍａｙを求めることがで
きる。Ｒ，ＰＭＩ）ＥＧに記憶されるθ（６Ｎ／ｄｔ）
＋ｎａｘの値も、７０　ＢＴＤＣを基弗（０）とした値
をとる。

この発明の特徴は、第１４図に示すように、上述のよう
にして計測したθＮｍａＸまたはθ（ｄＮ／ｄｔ）ｍａ
、ｘの大きさによって１機関が着火したか失火したかを
判定］７．この判定に基づいてＮＪＩ回目の点火時期Ａ
　Ｄ　ＶがＭＨＴ点近傍にあるようにフィードバック制
御すると共に、第２回１」以降少なくとも１回（１ス示
の場合３回）の点火を行なう複数（初回口を含めて合計
２〜４回９図示の場合合計４回）の点火を、同一点火サ
イクル内で各気筒に−）いてｊｊなうように構成ｌ７．
万−初回口の点火で失火（７た場合でも、２回目または
３回目等の点火でｉＩ＋？ｔ’実に着火させることにあ
る。

先ず、初回口の点火時期（および通電開始角）を決める
ための点火時期制御プロクラｌ、を、第１５図のフロー
チャートにより説明する。このプログラムも回転角度カ
ウンタ回路３５からの角度一致割込信号Ｓ１によって、
１８０°毎の基準Ｒ，Ｅ　Ｆ信号により各気筒の」１死
点前７０°に実行が開始される。

第１５図において、先ず機関がアイドリンクか否かがス
ロットルバルブスイッチ６（およびニュートラルスイッ
チ８および図示しないクラッチスイッチ）によって判定
される（ステップ６１）。

次いで２機関回転速度Ｎが所定値Ｎ０．（例えば１００
０ｒア）＋２３．下であるかどうかを判定する（ステッ
プ６２）。これは前述したように、この発明における機
関回転速度Ｎの計測周期が１０　ｍ５ｅｃ程度であるた
め１回転変動の計測がト分ｉｊＪ能なｊｊＱ域に制御を
限定するためである。アイドリンク状Ｑしでｔ「い場合
、またはアイドリンク状態であっても機関回１ト１．速
度Ｎが所定値Ｎｒす、」−である場合は従来通りの点火
時期制御をイｊなう。

アイドリング状態でしかも機関回転速度Ｎが所定（ｉｉ
′ｌＮｒす、１・の低回転状態である場合は、冒如に述
べた第１図に示す特性にｉ；ｆｆって１点火進角値の４
本値’ｉ’Ａ、ＤＶ　（約２０°Ｂ’Ｌ”ｌ）Ｃ−ｒ　
ア＋Ｊ　、　７０°Ｂ　Ｔ　Ｄ　Ｃを基ＰＩ、Ｉ−とじ
て約５０となる）ｔ６よびこれに対応した通電量りｆｊ
角’［”　］）〜Ｖｌ弓ＬＬ　（７０ＢＴＩ）Ｃを基準
とする値）が演騨される（ステップ６３．６４　）。次
いでＩｊｉｊ　、：ｉ１５した同転変・ＤＪ＋　、ｔ　
ｌ／ｌｔｌ］プログラム（第１２図または第１３図）で
３１測された前回の点火サイクルにおける１幾関回１１
１１、速度Ｎが最大となったクランク角位置θＮ＋ｎａ
Ｘ　、　　または機関回転υ１１速ＩＫ　（Ｉ　Ｎ　／
　ｄ　ｔが最大となったクランク角位置θ（ｄＮ、／　
ｄ　ｔ）　ｍａｘを表わす旧昆旧）＋（（）の１的を７
０とｊ七較する（ステップ６５）。

これは５１測されたθＮ＋＋＋ａＸまたはθ（ｄＮ、／
　ｄ　ｔ）　＋ｎａｘ　　が上々Ｌ点１）１１か後かを
゛ｌ′旧１ｉすることを意味する。

Ｒ１”ＭＩ）　ｌ’、（）　）　７０の場合は、前回の
点火サイクルは？′１火と判定して、　　Ｉｔ、ＡＭ　
２８の所定番地の点火進角の補正値Ａ　Ｉ）Ｖ　Ｉ”　
Ｂ　Ｋにαを加算しくステップ６６）。

１、ｔＰＭＤＥＧ≦７０の場合１失火と判定して、袖１
１−゛値ＡＤＶＦ］３Ｋからβを減算する（ステップ６
７）。

次いで９回転変動計測プログラム（第１２図または第１
３図）の前回のヅ・イクルで計測され−ＣあるＮｍａｘ
を示す１１．．１１Ｍ（Ｂ、Ｄの値または（ｄＮ／旧）
ｍａｘを示すＪ（、，１）Ｍ　Ｉ）Ｔ、Ｔ、Ｔの値をク
リアしくステップ６８）。

さらにＯＮｍａＸまたはθ（ｄＮ／ｄｔ）ｍａｘを示す
Ｉ（Ｐ　［’ｖ１１）　Ｅ（３の値をクリアする（ステ
ップ６９）。

次（−、ステップ６３で演算しである基本点火進角（直
ＴＡＴ’）Ｖを汎用レジスタ八にロードしくステソファ
０）、コノ′ｒＡ■）■カラ補正値ＡＩ）ＶＪ、’１３
Ｋ　ヲ減曽する（ステップ７１）。これは基本値ＴＡＩ
）Ｖを補正値ＡＴ）Ｖｉ”１３にだけ進角させることを
意味する。

そして前述したようにＴＡＩ）Ｖは約２Ｏｆ３Ｔｌ）Ｃ
ずなわち７０　ＢＴＩ）Ｏを基準として約５０であり、
また補ＩＥ値ＡＤＶｉ’１３には１０〜２０の値をとる
。従って。

ステップ７１によって点火進角値が：３０〜４０°１３
’ｌ”ｌ）ＣずなわちＭ１３Ｔ点近傍に設定され、さら
にヌ方ツブ６６を考慮すると１点火進角値はＭｌ（Ｔ点
、１ｉ傍において、前回の点火サイクルで着火した場合
にはαだけ進角され失火した場合には遅角されるように
フィードバック制御されることになる。

なお、αとβは例えばβ−３α程度とし、具体的にはα
＝１°、β＝３°程度とするのが好ましい。

従って点火進角値は着火の場合は１°進角され、失火の
場合には３遅角されることになる。失火の場合の遅角上
βを着火の場合の進角量αより大きくするのは、失火の
場合に次回は確実に着火させるためである。

次いで、基本点火進角値Ｔ八ＤＶに対応する通電開始角
ＴＤＷＥＬＬを汎用レジスタＢにロードしくステップ７
２）、このＴＤＷＥＬＬも補正値ＡＤＶＦ’ＢＫだけ進
角させる（ステップ７３）。次いで、レジスタへの値を
点火進角値ＡＤＶとしてＡＩ）Ｖレジスタに、レジスタ
Ｂの値を（中型開始角Ｄ〜■ＥＬＬとしてｒ＋ｗｉ＞ｒ
、ｔ、レジスタにそれぞれ記憶させる（ステップ７４．
７５）。

次に、第２回目以降の複数点火の準備として。

初回目の点火時期であるレジスタＡの値をＡＤＶＷＫに
記憶させ（ステップ７６）、第２回１」以降の複数点火
の回数を示すＡＤＶＯＮＴの値を°“０″にクリアしく
ステップ７７）、外部割込マスクを解除する（ステップ
７８）。２、後述するように、第２回ト］す、降の点火
は２点火時の点火時期制御ＴＯＮ　Ｏ［ＪＴ倍信号立下
りによる夕１部割込処理で行われるが。

外部割込をマスク（禁止）するのは、何らかの雑音によ
って点火制御が乱されるのを防ぐためである。従って、
ステップ７８で外部割込マスクを解除するのは、外部割
込処理が可能な状態にすることを意味する。

機関の回転に伴ない、クランク角位置θが通電開始角Ｄ
ＷＥＬＬに一致すると点火コイルの１次電流の通電が開
始され１次いでクランク角位置θが点火進角値ＡＤＶに
一致すると点火が行われる。

この初回目の点火時期ＡＩ）Ｖは、前回の点火サイクル
で着火した場合はαだけ進角され、失火した場合はβだ
け遅角され、Ｍ、ＢＴ点近傍にフィードバック制御され
ることは前述した通りである。

上記初回目の点火の点火時のＩＧＮ　ＯＵ’ｆ’４ｇ号
によって、０Ｐ（Ｊ２０に外部割込信号が人力され。

この外部割込信号により第１６図に示す第２回目以降の
複数点火プログラムが実行される。図示の例は、第２〜
４回、すなわち初回［］と合わせて計４回の複数点火を
同一点火サイクル内で同一気筒について１ｊなう場合を
示す。

第１４図に示すように、第２回目以降の非通電角γと点
火間隔δは共に一定とする。このγとδの具体的な値は
次のようにして決める。点火間隔δはなるべく小さいこ
とが望ましいが、必要な点火エネルギを確保するため１
点火コイル１７の１次コイルの通電時間は少なくとも２
ｍＳは必要であり、また逆に２次コイルに誘導される電
流の応答遅れを保障するため、１次コイルの非通電時間
は約Ｑ、５ｍｓを確保する必要がある。従ってアイドル
回転数をＧＯＯｒｐｍとすると、　　１ｍｓ当たりの回
転角は３．６　（ｄｅｇ／ｍｓ　）であるので。

通電角＝　３．６　（ｄｅｇ／ｍ５）Ｘ２　（通電時間
ｍｓ　）　＝　７．２゜非運′屯角ｒ＝３．６（ｄｅｇ
／ｍ５）Ｘｏ、５（非通電時間ｍ５）＝１．８゜であ０
．それぞれ余裕をとって９通電角＝８゜γ＝２．従って
点火間隔δ＝８　＋２　＝１０″′が天川１上の限界と
考えられる。

第１６図において、外部割込信号によって第２回目以降
の点火回数を表わすＡＤＶＣＮＴが３と比較され（ステ
ップ８１）、３す、Ｌであれば処理を終る。ＡＤＶＯＮ
Ｔ＝０．１または２の時は、第１５図のステップ７６に
よる前回の点火時期を表わすＡＤＶＷＫの値が汎用レジ
スタＡにロードされ（ステップ８２）、かつこの汎用レ
ジスタＡの（ｉｔ’４が汎用レジスタＢにもロードされ
る（ステップ８３）。

θを用レジスタＢの値に非通電角γが加えられて。

前回の点火時期よりｒ遅れた次の点火のための通電開始
角が演算され（ステップ８４）９次いで６・シ用レジス
タＡの値に点火間隔δ０が加えられて、前回の点火時期
よりδ０遅れた次の点火時期が演糎される（ステップ８
５）。

次に汎用レジスタＡの値が所定値Ａｒ（例えば」−死点
を表わす７０．１死点後数１０度を表わす値等で、少な
くとも次の点火サイクルに入る１８０よりも小さい値）
と比較され（ステップ８６）。

Δ≦ＡｒであればレジスタＡの値をＡＩ）Ｖ〜ＶＫに記
憶させる（ステップ８７）。次にＡ　Ｄ　Ｖ　ＣＮ　ｉ
’が２（すなわち初回口から数えて第４回目の最終回目
の点火）か否かをチェックする（ステップ８８）。ステ
ップ８６でσＬ用レしスタＡの値が所定値Ａｒを越えて
いる場合と、ステップ８８でＡＤＶＣＮＴ＝２（最終回
の点火）である場合には、外部割込をマスクし、以後に
雑音等の影響による外部割込で点火がイーＪわれてしま
うことを防止する（ステップ８９）。

次に、今回の点火時期を表わす汎用レジスタＡの値がＡ
Ｉ）ＶＬ／ｉ：／スタに２通電開始角を表わすｔＪ・Ｉ
。

用レジスタＩ３のイＩＩＩＪがＤＷＥＬＬレジスタに、
それぞれ記憶され（ステップ９０．９１　）、　　次い
で点火回数を表わずＡ、Ｉ）Ｖ　ＣＮ　Ｔの値が１“た
け増加されて処理を終る。

ずなわら第１６図のフローチャートに示すように、初回
１］のフィードパンク制御された点火時期で点火が行わ
れると、（この時ＡＤＶＣＮ’ｌ’＝　０　）　。

点火信号を外部割込信号として、ステップ８４および８
５において第２回目の点火の通電開始角（γ遅角される
）と点火進角値Ｃδ０遅角される）が演算され、（ＡＤ
ＶＣＮＴ＝１となり）１機関の回転に伴なって通電が開
始されかつ第２回１］の点火が行われ、この点火信号を
外部割込信号として。

同様に第３回１」の通電開始角（第２回１」の点火時期
からγ０遅角される）と点火進角値（第２回ＩＩの点火
時期からさらにδ０遅角される）が演Ｗさえ１．。

このようにして予め定められた複数回（実施例の場合４
回）の点火が行われる。その間ステップ８６で点火進角
値が所定値Ａ、を越えると、その次以降の点火が禁止さ
れる（ステップ８９）。

（発明の効果）以北説明したように、この発明によれば、アイドリンク
運転時に２機関回転速度Ｎが最大になるクランク角位置
θＮｍａＸまたは機関回転加速度ｄＮ／旧が最大となる
クランク角位置θ（６Ｎ／ｄｔ）・ａｘの大きさによっ
て機関が着火したが失火したかを判定し２着火した場合
には点火時期を進角しかつ失火した場合には遅角させて
、同一点火ザイクル内で同一気筒についての複数の点火
の初回１−１をＭＢＴ点近傍にフィードバック制御し、
さらに第２回目り、降の点火を所定間隔で少なくとも１
回行わせるようにしたことにより、万−初回口の点火が
失火した場合にも第２回目以降で確実に着火させること
により、アイドリンク時の燃費特性、排気特性９回転安
定性などを改善できるという効果が得られる。

本発明者による実験によれば、アイドリンク運転におい
て同一吸入空気流量かつ同一空燃比において９本発明装
置による方が従来装置による場合よりも５０〜２０Ｏｒ
ｐｍ（機関により異なる）のアイドリンク回転数上昇が
得られ、非常に顕著な効果が認められた。これは、同一
回転数を維持するのに必要な吸入空気流量と燃料量が約
２０％以上減少することを意味しており、しかも回転安
定度。

排気性能ともに従来装置よりも改善されている。

特にスワール流Ｃ気筒内の渦）のある機関の場合は、さ
らに火炎面の移動を補う形で着火が行われ。

燃焼速度が向上することにより、さらに燃焼を改善でき
るという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の内燃機関の点火時期制御装置におけるア
イドリンク時の点火進角値の特性図、第２図は同従来装
置における非アイドリンクＩＩ当の点火進角値の特性図
、第３図１は点火進角値と発１１トルクの一般的関係を
示す特性図、第４図は点火進角値と燃料消費率の一般的
関係を示す特性図、第５図はこの発明に係る内燃機関の
点火時期側に１１１装置の構成図、第６図は第５図のコ
ントロールユニットの棉成図、第７図は第６図の入出力
インタフェース演算タイマ回路の主要部を示す構成図、
第８図は気陥内圧力と機関回転速度と機関回ＩＩｉム加
速度の波形図、第９図は点火進角値とθＮｍａＸの関係
を示す特性図、第１０図は点火進角値とθ（６Ｎ／ｃｌ
ｔ）ｍａｘの関係を示す特性図、第１１図はこの発明の
装置の主要信号のタイムチャート、第１２図はθＮｍａ
ｙを４測する回転変動計測プログラムの動作を説明する
フローチャート、第１３図はθ（６Ｎ／ｄｔ）ｍａｙ　
　を計測する回転変動計測プログラムの動作を説明する
フローアヤー）、阿１４図はこの発明の装置による点火
時期制御信号の波形図、第１５図は点火時期フィードバ
ラ・り制御プログラムの動作を説明するフローチャート
、第１６図は複数点火プログラムの１作を説明するフロ
ーチャートである。・１・・・クランク角センサ、　　２・・・ディストリ
ビュータ、　　４・・・点火栓、　　６・・・スロット
ルバルブスイッチ、　　　１０・・・バッテリ、１５゛
・・・コントロールユニット、　　１６・・・パワー・
トランジスタ、１７・・点火コイル、　　１９・・・入
力インタフェース回路。２０・・・ＣＰＵ、　　　２１・・・メモリ、　　２２
・・・演算タイマ回路、　　２３・・出カイ／タフエー
ス回路、２８・・・ＲＡＭ、　　　３２・・・マルチプ
レクサ、　　３３・・・ＡＤ変換回路、　　３４・・・
ディジタル人出力回路、３５・・・回転角度カウンタ回
路、　　３６・・・回転速度言１測回路、　　３７　・
割込制御回路、　　３８・・・ＩＧＮパルス回路、　　
　１１．ＥＦ・・・基準信号、　　　ｐｏｓ・・１信号
。Ｉ　Ｉ）　Ｌ　Ｉ弓・アイドリング信号、　　ＶＢ・・
バッテリ屯圧侑号、　　　ｌ０ＮＯＵＴ、、点火時期制
御信号、　　Ｎ・・・機関回転速度、　　　ＡＴ）Ｖ・
・点火進角値、　　θ・・・クランク角位置、　　ｏＮ
ｍａＸ・・・機関回転速度が最大となるクランク角位置
、　　θ（ｄＮ／ｄｔ）ＩＩＩａｘ・・・機関回転加速
度が最大となるクランク角位置。特許出願人日産自動車株式会社特許出願代理人弁理士　山　本　恵　− 第１図機関回世Ｎ（ｒｐｍ）第２図］第３図１０　２０３０４０５０６０；；、Ａ９／Ｌ　ＡＤＶ　（’　ＢＴＤＣ）第４図１０２０３０４０５０６０ −　　　　　　　　　専犬遣角１＠　ＡＤＶ（’ＢＴ［
）Ｃ）第１２図第１３図第１４図＋ＢＴＤＣＴＤＣＡＴＤＣ−４− 第１５図

Claims

【特許請求の範囲】

機関がアイドリンク状態か否かを検出する手段と、クラ
ンク角位置θを検出する手段と９機関回転速度Ｎを所定
周期毎に計測する手段と９点火サイクル毎に機関回転速
度が最大となるクランク角位置θｌ’１ｍａＸまたは機
関回転加速度が最大となるクランク角位置θ（６Ｎ／ａ
ｔ）ｍａｘを開側する手段と、該θＮｍａｘまたは該θ
（６Ｎ、／６ｔ）ｍａｘの大きさに基づいて機関が着火
したか失火したかを判定シフ、着火した時Ｖこは同一点
火サイクル内の初回目の点火の点火進角値ＡＤＶを進角
させ、かつ失火した時には該同一点火サイクル内の初回
目の点火の点火進角値Ａ、ＤＶｆ遅角さピーるように初
回目の点火進角値Ａ、ＤＶを演算し出力する手段と、同
一点火ザイクル内で各気筒につき第２回目以降の複数の
点火時間を演算し出力する手段とから構成され、アイド
リング時の各気筒の同一点火サイクルの初回目の点火時
期がＭＢＴ点近傍にあるよう０てフィード・ぐツク制御
し、かつ同一点火サイクル内で各気筒につき複数の点火
を行なう内燃機関の点火時間制＋Ｍ（＋装置。