JPS6032974A - 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】 し技術分野］ 本発明は、運転状態に応じて適宜、平均化処１１！をし
たエンジン回転数データを使用して１ンジンの点火時期
を制御する自火時１１１１制御方法に門Ｊる。

［従来技術］ 従来、エンジンの点火時ＩＶＪの制り１１に、は、その
時点のエンジン回転数を知る必要があり、ディストリビ
ュータ等に備えられクランク軸の回転に同１！ＩＪして
等クランク角毎にパルス信号４出力１するクランク角セ
ンサの信号に塁づいてパルス間隔ｊ−り」−ンジン回転
数を割算して検出していた。しｌ〕λし等クランク角毎
に出力されるパルス信号は、レンリ回転部分のバックラ
ッシュ等もあって必ずしも完全な等クランク角毎の信号
となっていづ゛、バフレス間隔が若干ずれることもある
。また単に等クランク角信号のパルス間隔のみからエン
ジン回転数を算出する場合、僅かな間隔のずれ等から二
「ンジンの高速回転時では検出した回転数が大きく変動
し、正確な点火時期制御が行えない。

この様な問題を解決する方法として、第１図に示すフロ
ーヂャ−１〜の如き処理を行うエンジン回転数の検出方
法が提案されている。

即ち、第１図に示す処理は、回転角センサより出ツノさ
れる３０°毎のクランク角信号に基づき実行される処理
を表わしている。

まず、処理が開始されると、ステップ１００においては
、今回のクランク角信号より４つ前のクランク角信号が
出力されたときの時刻と今回の時刻までに要した所要時
間、即ち、クランク軸が１２０’回転に要する所要時間
が計測される。

続くステップ１０１においては、前ステップ１００にて
計測された計測値（所要時間）が所定の第１記憶手段に
記憶され、次ステツプ１０２の処理に移行する。

ステップ１０２においては、第１記憶手段に記憶された
所要時間に基づき、いわゆる「なまし処理」が行われる
。即ち「なまし処理」とはエンジン回転変動を表わＪ−
所要時間の変動を、そのままエンジン回転数に換算せず
に、一旦、当該変動を平均化することにより、エンジン
回転数の変動を少なく抑えて検出するための一種の平均
化処理を言い、例えば、それまでにｈ１測された所要時
間に基づいて演算された所要時間の重みつぎ平均ｔｉｒ
Ｔ−ｌ−１２０Ｍ’（第２記憶手段内に記憶されている
）と今回計測された所要時間Ｔ１２０との」Ｊノつき平
均をめ請求めた重みつき平均値を新たな所要時間の重み
つき平゛均値Ｔ１２０Ｍとしている。この処理を数式に
表わすと例えば以下の如くになる。

（ここでは、新・旧の回転数データにそれぞれ「１」と
「３」の重みを（＝Ｊしている。）続くステップ１０３
においては、前ステップ１０２で算出された所要時間の
重みつき平均値下１２０Ｍを新たな所要時間の重みつき
平均Ｍｉどして第２記憶手段の記憶更新の処理を行う。

そして必要に応じて図示せぬ他の処理を行い、ステップ
１０４においては、前記ステップ１０３にて第２記憶手
段内に記憶された新たな所要１１．１間の重みつき平均
値に暴づいて点火時期の進角計算処理が行われ、更に必
要に応じて他の処理を行った後、本フローチト一トに示
す処理を終了する。

この様な処理により、計測されたエンジン回転数の変動
がなまされ（平均化され）、エンジン回転数を制御パラ
メータとする点火時期制御において、高速回転域でクラ
ンク角信号のズレ等による点火時期の乱れが抑制され寄
る。

しかしながら、この様な処理を行った場合、別の新たな
問題、即ち、高速回転域での点火時期の乱れは改善され
るものの、逆に過渡時あるいは低速回転域での追従遅れ
が増大すると言った問題が生ずることとなった。

その原因は、「なまし処理」すなわち重みつき平均値ど
して算出したその時点のエンジン回転数に、最新の所要
時間データＴｌ２Ｏが１／４の重みでしか与えられず、
３／４の重みで、それまでのなまし値の回転数データが
与えられるためであり、このために、回転数上昇時や回
転数下降時に、必要な虐新のエンジン回転数データが進
角値の演算に使用されず、回転数上昇時には１ンジンの
応答性が悪化し、回転数下降時には点火時期が過進角と
なって異常燃焼を引きおこすおそれがあ−）だ。

［発明の目的］ そこで、第７図に示す負荷が一定の時のエンジン回転数
に対する最適点火時期の変化のグラフ、第８図に示す点
火進角に対するエンジン１−ルクの変化をｇ＋（高速回
転）、ｇ２（低速回転）の定速回転とした場合゛に表わ
されるグラフのにうに、エンジンが高速回転の状態では
、最適点火時期＼゛〕〕トルク化が比較的少なく、回転
数データの平均化処理を行っても点火時期ＡＩ）１−ル
クに与える影響は少なく、点火時期のばらつきを少なく
りることができ、また、低速回転域では点火時期やトル
クの変化が大きく、回転数データの平均化！＋１！埋を
行うとトルクの損失が大きく応答性も悪化覆ることに、
着目し本発明を完成した。

即ち、本発明者らは、回転数上昇時に最適な進角を与え
て応答性を向上させ、回転数下降時に（１）いても最適
な進角を与えて過進角を防止し異常燃焼のおそれをなく
すと共に、高速回転時にはバラツキの少ない安定した進
角値を付与し、低中速回転時にも応答性の良好な進角値
を与えることができる点火時期制御方法の提供を目的と
して本発明を完成した。

［発明の構成コ かかる目的を達成するために、本発明は、第２図フロー
チャートに示づ如く、 （Ｐｌ）エンジンのクランク軸の回転に同期して等クラ
ンク角毎に出力されるクランク角信号に基づき、クラン
ク軸の所定クランク角回転毎に、当該回転に要づ−るＰ
ｋ要時間を計測し、計測した所要時間を第１の記憶手段
内に記憶りるど共に、（Ｐ２）前記第１の記憶手段内に
記憶された所要口、１間と、第２の記憶手段内に記憶さ
れているそれまでの所要時間の平均化処理値とに基づぎ
新たに平均化処理を行い、当該処理結果を新たな所要時
間の平均化処理値として第２の記憶手段の記憶更新処理
を行い、 （Ｐ３）エンジンの始動機所定時間以上経過し且つエン
ジン回転数が所定鎖部−［の時、前記第２の記憶手段に
記憶された平均化処理１ｉｉ’ｉ　１．：基づさ・点火
時期を演算し、（Ｐ４）上記以外の時には１）う記憶１
の記憶手段に記憶された所要時間に基づき点火時期の演
算を行うことを特徴とＪる点火時ＩＶＪ制御方法を要旨
としている。

［実施例］ 以下に本発明を、実施例を挙げて図面ど」（に説明する
。

まず第３図は本発明方法が適用される実施例の四すイク
ル四気筒内燃Ｕｆｆｌ！＋（エンジン）及び−での周辺
装置を表わす概略系統図である。

１はエンジン、２はピストン、３は点火プラグ、４は排
気マニホールド、５は排気マニホールド４に備えられ、
ＪＪＩガス中の残存酸県濶度を検出づる酸素セン１ノ、
６は各気筒に対してぞれぞれ設けられ燃料を噴射づる燃
料噴射弁、７は吸気マニホールド、８は吸気マニホール
ド７に備えられ、土ンジン本体１に送られる吸入空気の
温度を検出する吸気温センサ、９はエンジンの冷却水温
を検出する水温センサ、１０はスロットルバルブ、１１
はスロワ１−ルバルブ１０に連動し、スロットルバルブ
１０の１１０度に応じた信号を出力するスロットルポジ
ションセンサ、１２はスロットルバルブ１０を迂回りる
空気通路であるバイパス路、１３はバイパス路１２の間
口面積を制御してアイドル回転数をルリυ■するアイド
ルスピードコン１〜ロールパルプ（ＩＳＣＶ）、１４は
吸入空気ｍを測定づるエア７０メータ、１５は吸入空気
を浄化づるエアクリーナをそれぞれ表わしている。

また、１６は点火コイルを備え点火に必要な高電圧を出
力するイグナイタ、１７は図示していないクランク軸に
連動し上記イグナイタ１６で発生した高電圧を各気筒の
点火プラグ３に分配供給１”るディストリビユータ、１
８はディストリビュータ１７内に取り付けられ、ディス
トリビユータ１７の１回転、即ちクランク軸２回転に２
４発のパルス信号（クランク角信号）を出力する回転角
センサ、１９はディストリビユータ１７の１回転に１光
のパルス信号を出力づる気筒判別センサ、２Ｏは電子制
０１１回路をそれぞれ表わしている。

更に２１はエンジン冷間時に、スロットルバルブを迂回
して流れる空気の通路、即ちフ１−ストアイドル用バイ
パス路を示している。そして２２はファースｌ−アイド
ル用バイパス路２１を通るｙ；ｕ気量を制御するエアバ
ルブを示している。尚エアバルブ２２はエンジン冷間時
に暖機運転に必要なエンジン回転数を確保するためにフ
７−スト）′イドル用バイパス路゛２１を聞くように作
動゛りる。

次に第５図は電子制御回路２０の１１１７９図を表わし
ている。

３０は各センサＪ：り出力されるデータを制御１１１ブ
Ｏグラムに従って入力及び演算すると共に、燃わ１噴剣
弁６、イグナイタ１６等の各栓装置を作すｌ）Ｊ　１１
制御等するｌζめの処理を行うセントラルプロセシング
ユニット（以下、単にＣＰＵと呼ぶ）、３１は前記制御
プログラムや点火時期演陣のためのエンジン状態に応じ
た最適進角値のマツプデータ等が格納されるリードオン
リメモリ（以下、甲にＲＯＭと呼ぶ）、３２は電子制Ｄ
１１回路２０に入力されるデータや演算制御に必要なデ
ータが一時的に読み書さされるランダムアクセスメモリ
（以下、単にＲＡＭと呼ぶ）、３３は図示せぬキースイ
ッチがオフされても以後のエンジン作動に必要な学口値
データ等を保持するよう、バッテリによってバックアッ
プされたバックアンプランダムアクセスメモリ〈以下、
単にバックアップＲＡＭと呼ぶ）、３４は図示していな
い入力ボートや必要に応じて設（）られる波形整形回路
、各センサの出力信号をＣＰＵ３０に選択的に出力する
マルチプレクサ、アナログ信号をデジタル信号に変換す
るＡ／Ｄ変換器、等が備えられた人力部をそれぞれ表わ
している。３５は図示していない入力ボート等の他に出
力ボートが設けられその他必要に応じて燃料噴射弁６、
イグナイタ１６等をＣＰＩＪ３０の制御信号に従って駆
動づるに駆動回路等が備えられた入・出ツノ部、３６は
、ＣＰＵ３０．ＲＯＭ３１等の各素子及び入力部３４人
・出力部３５を結び各データが送られるパスライン３７
は制御に必要な時間をカウントするフリーランタイマを
それぞれ表わしている。

上記ＣＰＵ３Ｑによる点火ｔＲｊ　ｌ！１３　（７）制
（１１＄；ｉ、、エンジン回転数と吸入空気量から基本
点火時期を障出し、必要に応じてエンジン負荷や水温等
に基づき補正を加えて点火時期を決定し、これに基づく
点火タイミングでパルス信号をイグナイタ１Ｇに出力す
ることにより実行される。

次に、本実施例の点火時期制御に使用づる−［ンジン回
転数検出の為の制御プログラムを第５図のフローチト一
トにより説明り−る。

この割込ルーチンは、クランク軸が例えば６００回転す
る旬に、即ち回転角センサ１８の信号に同期して処理が
行なわれ、処理が開始されると、ステップ５０にてクラ
ンク軸１２００だり回転りるのに要した時間（所要時間
）Ｔ１２０がｈ１測される。この目測は、例えば、今回
本ルーチンの処理が開始されｌζ時点の時刻と２回前の
木ルーヂンの処理が開始された時点の時刻とから訂算に
Ｊ：ってめられる。

続くステップ５１においては、前スーアップで目測され
た所要時間Ｔ１２０をｆｌＡＭ３２内の所定のレジスタ
（以下、Ａレジスタと呼ぶ）に、既に前回の処理にてＡ
レジスタに記憶されている所要時間Ｔｌ２Ｏに代えて記
憶（更新）し、次ステツプ５２の処理に移（ゴする。

７、　テップ５２では、エンジン回転数データの「なま
し処理」を、クランク軸１２０°ＣＡ回転時の所要時間
の重みつき平均値を算出することににって行う。すなわ
ち、川みつき平均値［は、例えば Ｆ−（ｌＡ　＋３Ｂ＞／　（１＋３＞ の式により演算されるが、ここで、整数１と３は重み、
Ａはステップ５１で記憶した最新の所要時間Ｔｌ２Ｏ、
Ｂは前回の処理ルーチンで：＋　ｃ’ｚされＢレジスタ
に記憶されていた所要時間の平均化処理値Ｔ１２０Ｍで
あり、最新の所要時間Ｔｌ２Ｏを平均化処理値の１／４
だけ反映させる方式を採用している。尚、この１／４と
いう値は実験的にめられた適性値であり、エンジンの種
類によって異なる。このようにして上記の式から弾出さ
れた重みつぎ平均値Ｆ、つまり「なまし処理値」は次の
ステップ５３でＢレジスタに記憶されている前回の平均
化処理値に代えて記憶され、「なまし処理値」つまりク
ランク軸１２０’Ｃ；Δ回転１ｌｊｒの所要時間の平均
化処理値が更新される。

第６図は、第５図の割込ルーチンで演Ｖヤし記憶したク
ランク軸１２０°ＣＡ回転時の１１ｉ要１１．’ｉ間Ｔ
ｌ２Ｏ又はそのなまし処理値Ｔ１２０Ｍを１−ンジン回
転数データどして使用して点火時期の制御を実行するル
ーチンを示し、点火時期１−制御は、次の」：うに行わ
れる。

先ず、回転角センサ１８より出力される信号に基づぎ所
定間隔毎に（即ち各気筒あるい１よ特定気筒の点火時期
に先立って）ステップ６０を実行し、エンジン始動後、
回転の安定する、例えば５秒が経過したか否かを判定し
、５秒間が経過していれば、次にステップ６１を実行し
、エンジン回転数が例えば４０００ｒｐｍ以上であるか
否かを判定づる。このステップ６１で回４１λ数が４０
０　Ｏｒｐｍ以上であると判定された時、ステップ６２
に進／Ｌ／　’−Ｃ１第５図のステップ５３でＢレジス
タに記憶された［なまし処理値ｊ　Ｔ１２０Ｍを最適点
火時期演算用のエンジン回転数データとして読み出し、
次のステップ６４にて、最適点火時期が、このなまし処
１１！ｔｉｌｆＴ１２０Ｍを使用して演算される。

一方、エンジン始動後５秒を経過しない時にはステップ
６０から、又はエンジン回転数が４００Ｑｒｐｍ未満の
時にはステップ６１からステップ６３に進め、第５図の
ステップ５１でＡレジスタに記憶したクランク角１２０
″ＣＡ回転時の所要時間の最新データＴｌ２Ｏをエンジ
ン回転数データとして読み出づ。そして、ステップ６４
に進んで点火時期がこのＴｌ　２０を使用して演算され
、例えば、Ｔｌ２Ｏのエンジン回転数データとエアフロ
メータ１４によって検出された吸入空気量から基本点火
進角度がＲＯＭ３１内のマツプデータを検索して算出さ
れ、さらに、この基本点火進角度が水温センサ９によっ
て検出された冷却水温度等にｊ：り補正され、エンジン
状態に応じた最適点火時期が障出される。

このように算出された最適点火時ｌｖＪデータは人・出
力部３５の出力ボートにセラ１〜され、この点火時期デ
ータに応じて入・出力部３５からイグナイタ１６に制御
信号が出力され、イグナイタ内部の回路の遮断によって
点火コイルに高電ｊ１−を誘起させ、その高電圧をディ
ストリビュータ１Ｇを介して点火プラグ３１に供給して
火花を飛ばし、エンジン状態に合った最適の点火時期で
点火が行われる。このように°して、エンジン回転数が
例えば４０００　ｒｐｍ以上の高速回転の時に「なまし
処理値」つまり所要時間の重みつき平均値が使用される
ことにより、なまし効果によって点火時ｊｌｌのばらつ
きが低減され、一方、低速回転ｌ口には［な）１、し処
理」を行わない最新の回転数データにＪ、−）（応答性
の良い点火時期を実現することができる。

この結果、回転数４００　Ｏｒｐｍ以上において、第９
図に点線で示す如くエンジン回転数が変動した場合、本
実施例によれば、実線で示づように］ンジン回転数が変
化したとされ、その値に基づいて点火時期の制御が行わ
れる。

［発明の効果］ 以上説明したＪ：うに、本発明の点火時期制御方法にＪ
、れば、エンジンの始動後所定時間以上経過し、■つエ
ンジン回転数が所定値以上の時、平均化処理を行ったエ
ンジン回転数データを使って点火１１・１期を演算し、
ぞれ以外の時には所定クランク角回転時の所要時間の測
定値に基づくエンジン回転数データを使って点火時期の
演算を行うように構成した。

Ｊ：って、エンジン回転数の上昇時には最適な進角を与
えて応答↑」を向上させ、回転数下降時においても最適
な進角を与えて過進角を防止し、異常燃焼の発生を防止
できる。さらに、高速回転時には、ばらつきの少ない安
定した進角値を付与し、安定した高速回転を確保できる
と共に低速回転時にも応答性の良好な進角値をちえて運
転性を向上させ得る。

更に、高速回転時に点火時期のばらつきの少ない安定し
た点火時期ｆｉｉ制御を行うことから、エンジン回転数
を延ばすことが可能になるといった副次的効果も１ηら
れる。

【図面の簡単な説明】

、第１図は従来の点火時期制御のフローヂＡ・−１〜、
第２図は本発明の構成を表わづ゛フローチト−１・、第
３図は本発明方法の適用されＩＣ実施例のコーンジンの
概略系統図、第４図は電子制御回路のブ１」ツク図、第
５図と第６図は本発明方法実施例を表わすフローチャー
ト、第７図は回転数と点火時期の関係を示すグラフ、第
８図は点火進角とトルクの関係を示すグラフ、第９図（
よ実施例の作用を説明するグラフである。 １・・・エンジン ３・・・点火プラグ １８・・・回転角センサ ２０・・・電子制御回路 ３０・・・ＣＰＵ ３１・・・ＲＯＭ ３２・・・ＲＡＭ 代理人　弁理士　定立　勉 ＬＳＩか１名 第５図　第６図 第７図 回転数　４ＬＡＩＪｒｐｍ 第８図 第９図 部間−・

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 エンジンのクランク軸の回転に同期して等クランク角毎
   に出力されるクランク角信号に基づき、クランク軸の所
   定クランク角回転毎に、当該回転に要する所要時間をｔ
   １測し、計１１１１１　Ｌ／た所要時間を第１の記憶手
   段内に記憶すると共に、 前記第１の記憶手段内に記憶された所要時間と、第２の
   記憶手段内に記憶されているそれまでの所要時間の平均
   化処理値とに基づき新たに平均化処理を行い、当該処理
   結果を新たな所要時間の平均化処理値として′ｉ５２の
   記憶手段の記憶更新処理を行い、 エンジンの始動後所定時間以上経過し且つエンジン回転
   数が所定値以上の時、前記第２の記憶手段内に記憶され
   た平均化処理１山に基づき点火時期を演算し、上記以外
   の時には前記第１の記憶手段に記憶された所要時間にす
   づき点火時期の演算を行うことを特徴とする点火時ｊυ
   」制■１方法。