JPS5993966A - 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、内燃機関の点火時期制御方法に係シ、特に、
電子制御点火時期−制御装置を備えた自動車用ガソリン
エンジンに用いるのに好適な、エンジン運転状態に応じ
て点火時期を制御するようにした内燃機関の点火時期制
御方法の改良に関する。

一般に、内燃機関、特に、自動車等の車両に搭載される
ガソリンエンジンのような火花点火式の内燃機関におい
ては、その点火時期をエンジンの運転状態に合った適切
な値に制御することは、エンジンの出力及び燃費を向上
する上で極めて重要ガことである。このようなエンジン
に用いられる点火時期制御方法−とじては、種々のもの
が実用化されているが、近年、電子制御点火時期制御装
置を用いて、エンジン運転状態、例えば、吸入空気量又
は吸気管圧力から検知されるエンジン負荷とエンジン回
転速度から決定される基本点火時期に応じた点火時期制
御を行うようにした内燃機関の点火時期制御方法が提案
されている。

このような点火時期制御方法によれば、点火時期を適確
に制御することができるという特徴を有する。

しかしながら従来は、エンジンの経年変化に拘らず点火
時期を一定としていたため、新車時にはエンジン出力が
十分に引出されておらず、一方、エンジン劣化時にはノ
ッキングが発生しやす（なるという問題点を有していた
。即ち、ガソリンエンジンの点火時期、特に、全負荷時
の点火時期は、最大出力点に設定されるのが望ましいが
、実際には、ノッキング現象のため、最大出力点よシ下
廻った点火時期に設定しないと、異常燃焼によるピスト
ン溶損や、不快な音が問題となる。ところが、ノッキン
グが始まる点火時期は、燃焼室内のデポジット堆積状態
によって変化する。従って従来は、エンジン製造後間も
ない新車時には、デポジットが無く、ノッキングが発生
しに（いため、点火時期を経年車より進め側にできるに
も拘らず、経年車に合わせて遅れ側に設定していたため
、エンジン出力が最高に引出されているとはいえなかっ
た。

特に新車時は、エンジンや車両パワートレインのすシ合
わせ効果が無く、フレクションが大きいため、従来は、
エンジンの最高出力には余裕があるにも拘らず、慣らし
運転後と同等の車両性能を新車時点から得るのは困難で
あった。

一方、前記問題点を解決するべく、エンジンのノッキン
グを検出して点火時期を制御する、いわゆるノック制御
装置も提案されているが、ノックセンサやノック判定回
路等が必要となシ、費用がかかるという問題点を有して
いた。

本発明は、前記従来の問題点を解消するべ（なされたも
ので、エンジンの経年変化状況にあった適切な点火時期
を得ることができ、従って、常にエンジンの出力を最高
に引出して、燃料消費を低減することができる内燃機関
の点火時期制御方法を提供することを目的とする。

本発明は、エンジン運転状態に応じて点火時期を制御す
るようにした内燃機関の点火時期制御方法において、第
１図にその要旨を示す如く、エンジンの積算運転時間又
はエンジンが搭載された車両の積算走行距貯に応じて、
点火時期を徐々に遅角側に補正するようにして、前記目
的を達成し゛たものである。

又、前記点火時期を、所定の運転時間又は走行距離毎に
、所定の範囲内で、所定量ずつ遅、向側に補正するよう
にして、点火時期の補正が確実に行なわれ、しかも過補
正となることがないようにしたものである。

更に、前記遅角側に補正される点火時期を、全負荷時の
点火時期として、ノッキングが効果的に回避されるよう
にしたものである。

以下図面を参照して、本発明に係る内燃機関の点火時期
制御方法が採用された、自動車用エンジンの吸入突気景
感知式デジタル制御装置の実施例を詳細に説明する。

本実施例は、第２図に示す如く、外気を取入れるだめの
エアクリーナ１２と、該エアクリーナ１２によシ取入れ
られた吸入空気の温度を検出するための吸気温センサ１
４と、吸入空気の流量を検出するためのエアフローメー
タ１６と、スロットルボディ１８に配設され、運転席に
配設されたアクセルペダル（図示省略）と、連動して開
閉するようにされた、吸入空気の流量を制御するための
スロットルバルブ２０と、該スロットルバルブ２０が全
閉状態にあるか否かを検出するためのアイドルスイッチ
及びスロットルバルブ２０が所定開度（例えば５０°）
以上開かれた出力状態にあるか否かを検出するだめのパ
ワースイッチを含むスロットルセンサ２２と、吸気マニ
ホルド２４の各気筒毎に配設された、エンジン１０の各
吸気ボートに向けて燃料を噴射するためのインジェクタ
２６と、エンジン１０の燃焼室内に導入された混合気に
着火するための点火プラグ２８と５．エンジン１０のシ
リンダブロックに配設された、エンジン冷却水温を検知
するだめの水温センサ３０と、後出電子制御ユニット４
０から入力されるイグナイタ駆動信号に応じて点火１次
信号を発生するイグナイタが内蔵され、該イグナイタで
発生された点火１次信号を高圧の点火２次信号に変換す
るだめのイグナイタ付点火コイル３２と、機関クランク
軸の２回転で１回転するデストリピユータ軸の回転に応
じて、前記イグナイタ付点火コイル３２から与えられる
点火２次信号を、エンジンの各気筒に分配して、対応す
る気筒の点火プラグ２８に与えるだめのデストリピユー
タ３４と、該デストリピユータ３４に内蔵された、前記
デストリピユータ軸の回動状態を検出してクランク角度
信号を出力するクランク角度センサ３６と、前記エアフ
ローメータ１６及びクランク角度センサ３６の出力から
検知される、エンレフ１回転轟りの吸入空気量（エンジ
ン負荷に対応）とエンジン回転速度から基本点火時期を
決定してイグナイタ駆動信号を前記イグナイタ付点火コ
イル３２に出力すると共に、全負荷時の点火時期を、所
定の運転時間毎に、所定の範囲内で、所定量ずつ遅角側
に補正し、又、同じくエンジン１回転当シの吸入空気量
とエンジン回転速度から算出した基本の燃料噴射時間を
、エンジン状態等に応じて補正することによって求めた
燃料噴射信号を前記インジェクタ２６に出力する電子制
御ユニット（以下、ＥＣＵと称する）４０と、バッテリ
４１とから構成されている。

図において、２９は排気マニホルドである。

前記ＥＣＵ４０は、第３図に詳細に示す如く、各種演算
処理を行うだめの、例えばマイクロプロセッサからなる
中央処理ユニット（以下、ＣＰＵと称する）４２と、前
記スロットルセンサ２２のアイドルスイッチやパワース
イッチの出力、前記クランク角度センサ３６出力のクラ
ンク角度信号、スタータ４３出力のスタータ信号等を順
次取込むためのデジタル入力ポート４４と、前記吸気源
センサ１４出力の吸気温信号、前記エアフローメータ１
６出力の吸入空気量信号、前記スロットルセンサ２２出
力のスロットル１変信号、前記水温センサ３０出力の水
温信号等のアナログ信号を、順次デジタル信号に変換し
て取込むための、マルチプレクサ付アナログ−デジタル
変換器（以下、Ａ／Ｄコンバータと称する）４６と、前
記ＣＰＵ４２における演算データ等を一時的に記憶する
だめのランダムアクセスメモリ（以下、ＲＡＭと称する
）４８と、エンジン停止時に補助電源から給電されて記
憶を保持するだめのバッテリバックアップＲＡＭ５０と
、制御プログラムや各種デニタ等を記憶するためのリー
ドオンリーメモリ（以下、ＲＯＭと称する）５２と、ク
ロック信号を発生するためのフリーランタイマ５４と、
前記ＣＰＵ４２の演算結果に応じて、燃料噴射信号を、
駆動回路５８を介して前記インジェクタ２６に出力する
と共に、イグナイタ駆動信号を、駆動回路６０を介して
前記イグナイタ付点火コイル３２に出力するための出力
ボート５６と、前記各構成機器間を接続するコモンバス
６２とから構成されている。

以下作用を説明する。

本実施例における実行点火時期θｉｇの計算は、第４図
乃至第６図に示されるよう々処理フローに従って実行さ
れる。

まず、エンジン始動と同時に、第４図に示すようなイニ
シャル割込みルーチンに入シ、高負荷時の進角補正量θ
Ｔを＋３°に初期設定する。具体的には、ステップ１０
１で、バッテリバックアップＲＡＭ５０のバックアップ
電源がオフにたったが否かを判定する。判定結果が正で
ある時、即ち、バッテリ４１の端子が接続された後の最
初の割込みである時には、ステップ１０２に進み、例え
ばエンジンルーム内ニ配設すしたキャンセルスイッチが
オンであるか否かを判定する。判定結果が否である時、
即ち、キャンセルスイッチがオフであシ、高負荷時の進
角補正量θＴの初期化が必要である時には、ステップ１
０３に進み、エンジンキイがオンとされている時間、即
ち、エンジン１０の運転時間を積算している運転時間積
算タイマＴＥＮＧ　をＯとする。次いでステップ１０４
に進み、高負荷時の進角補正量θＴを初期値＋３°に設
定する。なお、前記運転時間積算タイマＴＥＮＧ及び高
負荷時の進角補正量θＴは、共に、前記バッテリバック
アツプＲＡＭ５０内に記憶されておυ、エンジン１０を
停止しても記憶が消えないようにされている。

一方、前出ステップ１０２の判定結果が正である時には
、ステップ１０５に進み、高負荷時の進角補正量θＴを
０とする。ステップ１０２及び１０５を設けて、キ５ξ
ルスイッチがオンとされている時には、高負荷時の進角
補正量θＴを＋３゜ではなく０に設定するようにしてい
るのは、経年車でバッテリ４１の点検又は交換時等にバ
ッテリ４１の端子が外された時に、誤って高負荷時の進
角補正量θＴが＋３°に設定されてしまい、ノッキング
等が発生するのを防止するためである。

ステップ１０４．１０５終了後、或いは、前出ステップ
１０１における判定結果が否である時には、ステップ１
０６に進み、運転時間積算タイマＴＥＮＧをカウンタア
ップするだめの下位タイマＴ。

を０として、このイニシャル割込みルーチンを終了する
。

前出第４図のステップ１０６でリセットされた下位タイ
マＴｏ　　による運転時間積算タイマＴＥＮＧの積算は
、第５図に示すようなタイマ割込みルーチンによって実
行される。即ち、ステップ１１１において、前記フリー
ランタイマ５４の出力によシ、最下位タイマがオーバー
フローしたか否かを判定する。判定結果が正である時に
は、ステップ１１２に進み、下位タイマＴｏ　　を１だ
けカウントアツプする。次いで、ステップ１１３に進み
、下位タイマＴｏ　　がオーバーフローした時にセット
されるキャリーがセットされているか否かを判定する。

判定結果が正である場合には、ステップ１１４に進み、
運転時間積算タイマＴＥＮＧを１だけカウントアツプす
る。ステップ１１４終了後、或いは、前出ステップ１１
１．１１３の判定結果が否である場合には、このタイマ
割込みルーチンを終了する。

更に、前出第４図に示されたイニシャル割込みルーチン
によって初期化された高負荷時の進角補正量θＴ、及び
、前出第５図に示されたタイマ割込みルーチンによって
カウントアツプされている運転時間積算タイマＴＥＮＧ
の積算値に応じた、点火時期の遅角補正は、第６図に示
すようなメインルーチンによって実行される。即ち、ま
ずステップ１２１”Ｃ−１前記スロツトルセンサ２２の
パワースイッチの出力に応じて、パワースイッチがオン
であるか否かを判定する。判定結果が正である場合、即
ち、点火時期を遅角補正する必要がある全負荷時である
と判断される時には、ステップ１２２゛に進み、前出第
５図に示したタイマ割込みルーチンによって積算されて
いる運転時間積算タイマＴＥＮＧの積算値が１００時間
を超えたが否かを判定する。判定結果が正である場合、
即ち、点火時期な遅角補正すべき時期となっている時に
は、ステップ１２３に進み、運転時間積算タイマＴＥＮ
Ｇをリセットすると共に、ステップ１２４で、高負荷時
の進角補正量θＴ　を、次式に示す如く１°だけ遅角さ
せる。

θＴ−θＴ−１　　・・・・・・・・・・・・・・（１
）次いで、ステップ１２５に進み、現在の進角補正量θ
Ｔ　がθ以下であるか否かを判定する。判定結果引止で
ある時には、ステップ１２６に進み、高負荷時の進角補
正量θＴ　に０を入れる。ここで、ステップ１２６によ
シ、高負荷時の進角補正量θ・ｒが０未満とならないよ
うにしているのは、過遅角による悪影響を防止するため
である。

ステップ１２６終了後、或いは、前出ステップ１２２．
１２５０判定結果が否である場合には、ステップ１２７
に進み、その時の高負荷時の進角正量０丁　を最終的な
進角補正量△θとする。

一方、前出ステップ１２１における判定結果が否である
時、即ち、全負荷運転状態でない場合には、ステップ１
２８に進み、最終的な進角補正量△θを０とする。ここ
で、全負荷時以外に最終的な進角補正量△θをＯとして
いるのは、全負荷時以外は、点火時期の影響かあまシ大
きくないからである。

ステップ１２７或いは１２８終了後、ステップ１２９に
進み、予めＲＯＭ５２に記憶されている、例えばエンジ
ン１回転当シの吸入空気量及びエンジン回転速度と基本
点火時期の関係を表わした点火時期マツプを検索して、
基本点火時期に相当する点火時期マツプ値θｍａｐを求
める。次いで、ステップ１３０に進み、点火時期マツプ
から求められた点火時期マツプ値θｍａｐに、次式に示
す如（、最終的な進角補正量△θを加えることによって
、実行点火時期０１ｇを決定する。

θｔｇ−θｍａｐ十△θ　°°゛曲叩゛（２）次いでス
テラ“プ１３１に進み、実行点火時期θｉｇによシ点火
処理を実行して、このルーチンを終了する。

このようにして、パワースイッチがオンである全負荷時
の点火時期を、運転時間積算タイマＴＥＮＧによって積
算されている運転時間１００時間毎に１°ずつ遅角する
ことによって、新車時には、最高の出力性能を得て、エ
ンジン、車両パワートレインの７リクシヨンの大きさを
補って、慣らし運転後と同等の車両性能を新車時から得
ることができ、又、経年時には、ノッキングの発生を防
止することができる。本実施例においては、エンジン燃
ｍ室内の状態がはｔ！定常状態となる、エンジン運転時
間の積算時間３００時間後（車両平均車速が２０　Ｋｍ
／Ｈとして６０００Ｆ、ｒｎｐ行時）に通常の点火時期
に戻る。

本実施例においては、キＷンセルスイッチを設けて、経
年車では、バッテリ端子をはずしても点火時期の進角が
行われないようにしているので、経年車において、誤っ
て点火時期が進角側に設定され、ノッキングが発生して
しまうことがない。

なお前記実施例においては、全負荷時の点火時期のみを
遅角側に補正するようにしていだが、全員荷時以外の通
常負荷時の点火時期も、同様に遅角側に補正しても良い
。

又、前記実施例においては、エンジンの積算運転時間に
応じて、所定の運転時間毎に、所定の範囲内で、所定量
ずつ遅角側に補正するようにしていたが、点火時期を遅
角側に補正すべきパラメータや補正方法は、これに限定
されず、例えば、エンジンが搭載された車両の積算走行
距離に応じて、点火時期を遅角側に補正したシ、或いは
、点火時期をエンジンの積算運転時間或いは車両の積算
走行距離に応じて、直線的に遅角側に補正したシするこ
とも可能である。

前記実施例は、本発明を、吸入空気量感知式のデジタル
制御装置を備えた自動車用エンジンに適用していたが、
本発明の適用範囲はこれに限定されず、吸気管圧力感知
式のデジタル制御装置を備えた自動車用エンジン、或い
は、一般の点火時期制御装置を備えだ内燃機関にも同様
に適用できることは明らかである。

以上説明した通シ、本発明によれば、エンジンの経年変
化状態に合わせて、ノッキングを心配することなく、エ
ンジンの出方を最高に引出すことができ、従って、燃料
消費を低減することができる。又、特に新車時は、フリ
クションの大きさを、エンジン出力によって補うことが
でき、慣らし運転後と同等の車両性能を新車時から得る
ことができる等の優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る内燃機関の点火時期制御方法の
要旨を示す流れ図、第２図は、本発明に係る内燃機関の
点火時期制御方法が採用された、自動車用エンジンの吸
入空気量感知式デジタル制御装置の実施例の構成を示す
、一部ブロック線図及び断面図を含む平面図、第３図は
、前記実施例で用いられている電子制御ユニットの構成
を示すブロック線図、第４図は、同じ（、高負荷時の進
角補正量の初期化を行うためのイニシャル割込みルーチ
ンを示す流れ図、第５図は、同じ（、運転時間のｙｔ算
を行うためのタイマ割込みルーチンを示す流れ図、第６
図は、同じく、実行点火時期を決定するためのメインル
ーチンの要部を示す流れ図である。 １０・・・エンジン、１６・・・エアフローメータ、２
０・・・スロットルバルブ、２２・・・スロットルセン
サ、２８・・・点火プラグ、３２・・・イグナイタ付点
火コイル、３４・・・デストリピユータ、３６・・・ク
ランク角度センサ、４ｏ・・・電子制御ユニット、４１
・・・バッテリ。 代理人　　高　矢　　　　論 （ほか１名） 易　／　図 弔　Ｊ　図 ４θ 一３別 第　θ　図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　エンジン運転状態に応じて点火時期を制御す
   るようにした内燃機関の点火時期制御方法において、エ
   ンジンの積算運転時間又はエンジンが搭載された車両の
   積算走行距離に応じて、点火時期を徐々に遅角側に補正
   するようにしたことを特徴とする内燃機関の点火時期制
   御方法。
2. （２）前記点火時期を、所定の運転時間又は走行距離毎
   に、所定の範囲内で、所定量ずつ遅角側に補正するよう
   にした特許請求の範囲第１項に記載の内燃機関の点火時
   期制御方法。
3. （３）　　前記遅角側に補正される点火時期が、全負荷
   時の点火時期である特許請求の範囲第１項又は第２項に
   記載の内燃機関の点火時期制御方法。