JPS59208163A - 内燃エンジン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】 本発明は内燃エンジンの電子式点火時期制御方法に関し
、特に、クランク角信号間を補間演算してエンジンの運
転状態に応じた点火角度に対応するクランク角位置全算
出し、この算出したクランク角位置に基いてエンジンの
点火時期を制御する点火時期制御方法に関する。

一般に、エンジンのクランク軸の回転角度に基き点火時
期を制御する方法では、回転角検出器でクランク軸の回
転角度を検出している。この回転角検出器としては例え
ば光電式回転角検出器があシ、この光電式回転角検出器
は第１図に略示するように、し１示しないクランク軸と
所定の回転比で回転する回転軸１に回転板２を固着し、
この回転板２の同一円周上に所定数の透孔２ａをクラン
ク軸の所定の回転角度疋対応した位置に穿設し、透孔２
αを介して整合する位置に発光素子６と受光素子４とを
対向配置している。そして、回転本ｙ２の回転に伴い発
光素子６からの光が断続され、この断続された光を受光
素子４が電気パルス信号に変換し、この電気パルス信号
を図示しない制御処理装置に供給している。

回転板２０回転比をクランク軸の回転に対して１／２に
した場合、クランク軸の［ｑｌ転角度を例えば１度即位
で検出する場合には、透孔２αの数を７２０個設けなけ
ればならない。しかも、クランク軸の回転角に対応する
電気パルス信号の隣り合う信号間の干渉を避けるために
は隣り合う孔２ａの間隔を成る程度大きくする必要があ
り、そのためには回転板２を太きくしなけｈばならず回
転角検出器が大型化してし捷う。これは、光管式に限ら
ず他の例えば磁気式の回転角検出器においても同様であ
る。

そこで、クランク軸が所定の角度例え１ｌ−ｊ６０度回
転する毎にクランク軸の回転角度信号（クランク角信号
）を発生させ、透孔２ａの数を減らして回転角検出器の
小型化を図シ、一方、６０肥り下のクランク軸の回転角
度はクランク角信号間を補間演算して求める方法がある
。

しかしながら、クランク角信号間を補間演算してエンジ
ンの運転状態に応じた点火角度に対応するクランク角位
ｔｔｔ”＋求め、このクランク角位置に基いて点火時期
を制御すると、エンジンが例えば急加速されたとき（シ
フトダウン等によシ）点火時期が大幅に遅れてしまう虞
れがある。

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、エンジンを
急加速した場合であっても点火時期の遅れを一定の範囲
内に収めることを目的とする。この目的を達成するため
、エンジンのクランク軸が所定角回転する毎に発生され
るクランク角信号の周期を補間演算して前記クランク軸
の所定回転角却下の回転角度を算出し、この鋳、出した
回転角度に基いて点火時期を制御する内燃エンジンの点
火時期制御方法において、エンジン加速時に前記補間演
算したクランク軸の回転角度が前記クランク角信号によ
シ特定されるクランク軸の回転角度より遅れるときには
、前記特定されるクランク軸の回転角度によシ点火時期
を制御する内燃エンジンの点火時期制御方法を提供する
ものである。

以下本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第２図において、中央演算処理装置（以下ＣｐＵという
）を具備する電子コントロールユニット（以下ＥＣＵと
いう）１０には、内燃エンジンの吸気管（図示せず）に
配設された吸気管内絶対圧センサ（以下ＰＢセンサとい
う）１１からの出力信号、クランク軸の各気筒（例えば
４気筒）の上死点近傍位置を検出するし」転角検出器１
３からの７′ｏ４信号（第４図（ｂ））、及びクランク
軸の所定の回転角を琢次検出する回転角検出器１２から
のＴ２４信号（第４　ｔ：（ｔｌ））が夫々入力される
。そして、ＥＣＵｌｏはこの３つの入力信号に基いて点
火時期を算出し、所定の点火時期に点火回路１４に点火
制御信＠を出力して点火コイル１５の一次側コイルに通
電する電流を断続し、点火コイル１５の２次１ｔ！＋コ
イルに高電圧を発生させる。この点火コイル１５の２次
倶１コイルに発生する高電圧は分配器１６によって各気
筒のスパークプラグ１７に分配電される。

第３図は第２図に示すＥＣＵｌｏの内部構成を示すブロ
ック図１である。

ＥＣＵ１００波形整形回路１０１の入力端子は回転角検
出器１２の出力端子に、出力端子はＣ’ｐｌＪ１０２の
入力端子１０２αに接続され、波形整形回路１０６の入
力端子は回転角検出器１６の出力端子に、出力端子はＣ
ＰＵ１０２の入力端子１０２ｂに接続される。レベル修
正回路１０４の入力端子はＰＢセンサ１１の出力端子に
、出力端子はアナびグーデジタルコンバータ１０５の入
力端子に接続され、アナログ−デジタルコンバータの出
力端子はＣＰＵ１０２の入力端子１０２Ｃに接続される
。ＣＰＵ１０２の出力端子１０２ｄは点火回路１４（第
２図）の入力端子に接続される。

ＣＰＩＭＯ２は波形整形回路１０３で波形整形されたＴ
。４信号（第４図（ｈ））のパルス周期をクロックパル
スで計数してエンジン回転ｇｌ　Ｎ　ｅを算出すると共
に、波形整形回路１０１で波形整形され、ＴＯ＋信号信
号断定数例えば６個発生するＴ２４信号（第４図（α）
）とＴＯ４信号とによりクランク軸のし１転角度を演獅
する〇 ここで、第４図（α）及び（ｈ）に示すように、Ｔ０４
什；号が発生して次のＴ。４信号が発生するまでのＴ、
４信号に順次１．２．３，４，５．６と伺書し、１番目
のＴ、４信号の立下シから２番目のＴ２４信号の立下り
までをステージ１といい、以下同様にステージ２．・・
・・・・、ステージ６という。この各ステージの間はク
ランク軸の６０度の回転角に相当する。

このため、１番目のＴ２４信号の立下シを各気筒におけ
る上死点位置（以下ＴＤＣという）とする場合、６番目
の’２４４ｇ号の立下りの時点がＴＤＣ前３前取０度置
となり、５番目の７゛２．信号の立下りの時点がＴ　Ｄ
　Ｃ’前６０度の位置となる。尚、各ステージ１〜６の
間隔はエンジンの回転数によって変動する。１〜６番目
の各１２４信号の周期即ちステージ１〜乙の時間を夫々
Ｔ、〜４と表わす。

ＣＰｔＭＯ２は、捷た、ｐＢセンサ１１の出力信号−２
ｖベル修工回路１０４及びアナログ−デジタルコンバー
タ１０５を介して読み込み、吸気管内絶対圧ＰＢと前述
したエンジン回転数Ｎｅとによりそのときのエンジンの
運転状態に最適な点火角度θｉｇを後述する制御プログ
ラムに従って演算する。そして、これらの算出された点
火角度θｔｑとクランク軸の回転角度とから後述の第５
図に示すｆ７ｉ制御プログラムに従って点火時期を演算
し、この演算結果に基いて点火時期制御信号（第４図（
Ｃ））を出力端子１０２ｄに出力して点火回路１４（第
２図）Ｋ加える。この点火時期制御信号は、後述する点
火カウンタの内容が零になったときに立下るパルス信号
である。この点火回路１４は点火時期制御信号の立上シ
から点火コイル１５の一次コイルに通電を開始し、点火
時期制御信号の立下りの時点で一次電流を遮断して点火
を行なう。

第５図ＶＪ：、ＣＰＵ１０２が実行する制御プログラム
の一実施例を示すフローチャートである。

イグニツンヨンスイッチが投入されると本プログラムが
読杆出され、先ず主制御プログラムのステップ１でＥＣ
Ｕｌｏが初期化され、ステップ２に進み、後述するステ
ージカウンタの値が１であるか否かの判別、即ち、現在
のステージがステージ１であるか否かの判別を行なう。

ステップ２の判別結果が肯定（Ｙｅｓ）の場合には、Ｐ
Ｂセンサ１１からの吸気管内絶対圧ｐ１３ｆ取り込み（
ステップ３）、次にＴ。４信号のパルス周期からエンジ
ン回転数Ｎｅを算出する（ステップ４）。

そして′、これ等のｐＢ値とＨｅ値とからエンジンの運
転状態に最適な点火角度θ乙１を演算する（ステップ５
）。コノθ１ｇの演算は、例えばメモリに１１３価とＡ
ｌ６値とで表わされるエンジンの運転状態に対応して予
め記憶されている値から読み出して行なう。

ステップ２の判別結果が否定（Ａ’ｏ）の場合、又はス
テップ５の演算が終了した場合には再びステップ２に進
む。即ち、点火角度θ乙７の演算はステップ１からステ
ップ５て示す主制御プログラムにおいてステージ１の期
間に実行さｈる。

本プログラムではさらに、主制御プログラムのステップ
２の実行処理の前にＩ゛２４２４信号Ｕ１０２に供給ぴ
九ると割込処理プログラムが実行される。

この割込処］４（１）０ログラムは各１２４　’ｌＦｉ
号の立下る毎に読み出さノ１、先ずステージカウンタの
値をまたけ僧加する（ステップ１０）。このステージカ
ウンタはＴ。４　イＡ岩がｃｐｕ１ｏ２に供給されると
リセットさり、て零になり、割込処理プログラムが読び
出される毎に値１が加算される。即ち、ステージカウン
タが１のときは現在のステージがステージ１であり、ス
テージカウンタが２のときはステージ２を示す。以下同
様にステージカウンタの内容が３．４．５．６のときは
夫々現在のステージがステージ３．４，５．６であるこ
とを示す。ステージカウンタの内容が口のときはステー
ジヵウンタノ内容が６のときと同様にステージ６とみな
す。

次にステップ１１に進みステージカウンタの内容が６で
あるか否かを判別し、この判別結果が否定（Ｎｏ）の場
合には次のステップ１２に進む。

ステップ１２ではステージカウンタの内容が１であるか
否かを判別し、この判別結果が否定（Ｎｏ）の場合には
次のステップ１３に進む。

ステップ１６ではステージカウンタの内容が６であるか
否かが判別され、判別結果が肯定（Ｙｅε）の場合には
ステップ１４に進む。ステップ１４ではステップ５で演
算した点火角度θｔｇが６ｏ度よシ大きいか否かが判別
され、判別結果が肯定（Ｙｅｓ　）の場合、即ち点火角
度θｉｇが３０度よｐ大きい場合には、点火角度θ＋！
Ｉから６０度を減じた値を新たな点火角度θりとして設
定する（ステップ１５）と共に点火ゾーンとしてステー
ジ５を指定しくステップ１６）、この割込処理プログラ
ムの実行を点火角度０語が３０度以下の場合には点火ゾ
ーンとしてステージ６を指定しくステップ１７）、この
割込処理プログラムの実行を終了し７主制御プログラム
に戻る。

ステップ１３の判別結果が否定（Ｎｏ）の場合にはステ
ップ１８に進み、ステージカウンタの内容が４であるか
否かが判別される。この判別結果が肯定（Ｙｅｓ）の場
−合にはステップ１９に進み、点火ゾーンがステージ６
であるか否かが判別される。

ステップ１９の判別結果が否定（ＮＯ）の場合、即ち点
火ゾーンがステージ５である蝦７合にはステップ１５で
設定した点火角度θｔｙに対応した値を点火カウンタに
設定しくステシブ２０）、次にステップ２１に進む。

ステップ２０で点火カウンタに設定する値は、第６図に
示すようにステップ５で算出した点火角度θｉｇが例え
ばＴＤＣ前４５度の場合には、ステージ５の開始からＴ
ＤＣ前４５度になるまでの時間に対応する値Ｔ　ｉ　、
ｑである。この値Ｔりはステージ５の時間Ｔａ（クラン
ク軸の６０度の回転角に相当する）を補間演算例えば比
例計算して求める。

即ち、Ｔりが１５度に相当する場合には時間Ｔ５／２に
対応する値ｆＴｉｇとして算出する。しかるに、点火を
行なうステージ５の時間Ｔ、を点火前に算出することが
できない。そこで、Ｔｏ４信号間（クランク軸の１／２
回転に相当する）の短時間内においてはエンジン回転数
の変化即ち各Ｔ２４信号間の間隔は略等しいと見做し、
ステージ５の２つ前のステージ乙の時間Ｔ３ｆ：算出し
、この時間ムζ照間へと同一と見做してＴｉｇ値を求め
る。

ステップ２１では点火コイル１５（第２図）の非通電時
間を決定しこのｐｈ通電時間に対応する値を非通常カウ
ンタに設定してこの割込処理プログラムの実行を終了し
主制御プログラムに戻る。非通電時間とは点火が行なわ
れた倭、即ち点火コイル１５の一次側コイルへの連邦が
遮断された後つぎの点火のために通電を開始する寸での
時間である。通￥Ａ：時間は点火エネルギが略一定とな
るように略一定時間例えば４〜５ｍ５−に設定され、エ
ンジン回転数Ｈｅが上昇すると連続する前後の点火に要
する通電時間がオーバーラツプしてしまい、点火即ち電
流の遮断が行なわれなくなる。従って、非通電時間を確
保し点火が確実に行なわわるようにするために前後する
通電時間の間が所定時間例えば１．５ｍ、ｓ以下になっ
たときは非通電時間を１．５ｍｌに設定する。従って、
エンジン回転数が上昇した場合、通電時間は短くなって
いく事（は勿論である。

ステップ１９の判別結果が肯定（Ｙｅｓ）の場合、即ち
点火ゾーンがステージ６である場合には、ステップ２１
に進んで非通電時間を設定した後この割込処理プログラ
ムの実行を終了し主制御プログラムに戻る。

ステップ１８の判別結果が否定ＣＮ０）の場合にはステ
ップ２２に進みステージカウンタの内容が５であるか否
かが判別される。この判別結果が否定（ＮＯ）の場合、
即ち現在のステージがステージ２であれば割込処理プロ
グラムの実行を終了して主制御プログラムに戻る。これ
は、本実施例ではステージ２の期間があき時間となって
いるためであり、必要があればステージ２の期間中に他
の演算処理をさせるようにしてもよい。

ステップ２２の判別結果が肯定（Ｙｅ、Ｑの場合にはス
テップ２３に進み点火ゾーンがステージ６であるか否か
が判別される。この判別結果が肯定（Ｙｅｓ）の場合に
はステップ５で演算した点火角度θｔｇに対応した値を
点火カウンタに設足しくステップ２４）割込処理プログ
ラムの実行を終了し主制御プログラムに戻る。このステ
ップ２４の実行処理は前述したステシブ−２０における
点火カウンタ値の設定と同様である。たたし、ステップ
２４は点火角度θすが６０度以下のときに実行される処
理であり、このときのＴり値はステージ６の開始時点か
ら計数される値でるる。

ステップ２６の判別結果が否定（Ｎ　ｏ　）の場合、即
ち現在のステージがステージ５であり点火ゾーンがステ
ージ５である場合にはステップ２５に進み、漬火カウン
タをスタートさせこの割込処理プログラムの実行を終了
し主制御プログラムに戻る。

点火カウンタはダウンカウンタで点火は当該点火カウン
タに設定されている値が減算カウントサれ零になったと
き行なわれる。このとき、点火カウンタの内容はステッ
プ２０で設定された値となっておシ、点火はステージ５
で行なわれる。点火カウンタが零になると前述した非通
電力ランクがスタートし、非通電カウンタの値が零にな
るまでの間は点火コイル−＼の通電は禁止される。

ステップ１１０判別結果が肯定（ｙｅｓ）の場合、即ち
現在のステージがステージ６である場合には、次にステ
ップ２６に進み点火ゾーンがステージ５であるか否かが
判別される。この判別結果が否定（ＡＩ’ｏ　）の場合
、即ち点火ゾーンがステージ６である場合にはステップ
２５に進んで点火カウンタをスタートさせ、この割込処
理プログラムの実行を終了し主制御プログラムに戻る。

このときの点火カウンタの内容はステップ２４で設定さ
れた値となっており、点火はステージ６で行なわれる。

ステップ２６の判別結果が肯定（Ｙｅ　ｅ　）の場合、
即ち現在のステージがステージ６であるにも拘らず点火
ゾーンがステージ５である場合にはステージ２７に進み
、点火カウンタ金リセットする。これは、ステージ乙の
時間Ｔ、を使Ｍｌｌ、ステップ２０において算出したＴ
ｉｇ値による点火時点が、例えば、第７図（α）に示す
位置Ａであった場合には、このＴり値に基いて点火カウ
ンタが設定された後にエンジンが急激に加速され、点火
カウンタが減算カウントされて零になる以前に第７図（
ｂ）に示すようにステージ６ＶＣ入≠ることかある。こ
のようなときは、本来ステージ５で点火されるべきとこ
ろがステージ６或はそれ以後に点火されることになシ、
点火が大幅に遅れてし才う。

そこで斯かる場合にはステップ２７で点火カウンタをリ
セットして零にし強制的Ｖこ点火を行なう。

即ち、第７図（ｈ）に示すように、Ｔ２４信号の６＠目
の信号の立下りの時点（ＴＩ）Ｃ前３０度）の時点で点
火を行なう。

ステップ１２の判別結果が肯定（Ｙｅ　、？　）の場合
には、ステップ２７と同様に点火カウンタをリセットし
くステップ２８）強制的に点火させる。即ち点火ゾーン
がステージ６であるときに前述と同様にエンジンが急加
速され、ステージ１になっても点火がなされない場合に
ＴＤＣＯ時点で強制的に点火を行ない点火時期の遅れを
防止する。

以上説、明したように本発明によれば、エンジンのクラ
ンク軸が所定角回転する毎に発生されるクランク角信号
の周期を補間演算して前記クランク軸の所定回転角以下
の回転角度を算出し、このクー出した回転角度に基いて
点火時期を制御する内燃エンジンの点火時期制御方法に
おいて、エンジン加速時に前記補間演算したクランク軸
の回転角度が前記クランク角イご号により特定されるク
ランク軸の回転角１度より遅れるときには、前記特定さ
れるクランク軸の回転角度によ多点火時期を制御するの
で、エンジンが急激に加速された時でも点火時期の遅ｆ
″Ｌを僅少に抑えることができ、エンジンの運転性能の
低下を少くすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は光電式回転角検出器の概略図、第２図は本発明
を適用した電子式点火時期制御装置の全体を説明するブ
ロック図、第６図は第２図の電子コントロールユニット
の内部構成を示すブロック図、第４図（α）〜（ｄ）は
第２図の電子コントロールユニットの動作を真兄明する
タイミングチャート、第５図は本発明ＩＣよる電子式点
火時期制御装置の制御プログラムの一実旅例を示すフロ
ーチャート、第６図は点火角度θｉｇと点火カウンタ値
との関係を説明する図、第７図（ｆＺ）及び（ｈ）はエ
ンジン回転数が安定なとき及び急加速したときのＴ２４
信号のタイミングチャートである。 １０・・・’ｔｌ−コントロールユニット、１１・・・
ｐ１３センサ、１２．１６・・・回転角検出器、１４・
・・点火回路、１５・・・点火コイル、１０２・・・Ｃ
ｐＵ０出願人　　本田技研工業株式命社 代理人　弁理士　渡　部　敏　豚 第１図 第２図 第３図　　１９ 第４図 ４１Ｃ 第６図 一

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、　エンジンのクランク軸が所定角回転する毎に発生
   さり、るクランク角信号の周期を補間演算して前記クラ
   ンク軸の所定回転角以下の回転角度を算出し、この算出
   した回転角度に基いて点火時期を制御する内燃エンジン
   の点火時期制御方法において、エンジン加速時に前記補
   間演算したクランク軸の回転角波が前記クランク角信号
   によ他特定されるクランク軸の回転角度よシ遅れるとき
   Ｋは、前記特定されるクランク軸の回転角度により点火
   時期を制御すること全特徴とする内燃エンジンの点火時
   期制御方法。