JPS61210271A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、内燃機関の点火時期制御方法に関するもので
ある。

〔従来技術〕

近年環境保全の観点から自動車の排気ガス規制に対処し
たり、内燃機関の低燃費化を実現することを目的として
、マイクロコンピュータ等の電子回路を用いて内燃機関
の制御量である燃料噴射量や点火時期等の制御を高精度
に行なうシステムが開発されている。特に点火時期制御
に関しては、ディストリビュータ等のメカニズムによる
制御からマイクロコンビエータを用いた電子制御まであ
り、該点火時期制御装置を用いることにより、内燃機関
の排気ガス対策に大きく貢献している。

従来、このような分野の技術としては特開昭５６−９６
５６号公報に記載されたものがあった。

マイクロコンビエータを用いて内燃機関の点火時期を制
御する場合、内燃機関の運転状態を表わす各種信号、例
えば回転速度信号や吸気管圧力信号により基本の点火時
期を算出しこの点火時期データを水温や吸気温で補正す
る方法が一般に行なわれている。この方法では機関のク
ランク軸の基準角度信号の位置から、点火時期データに
対応するクランク軸の角度までを、クランク軸がその点
火時期データの角度だけ回転するのに必要とする時間や
電圧等の電子回路が取り扱えるパラメータに換算して内
燃機関の点火時期制御を行なっている。内燃機関の点火
時期をクランク軸の回転に要する時間、即ちディジタル
データに換算して制御する場合、点火進角データをカウ
ンタ等にセットしである決められた所要時間のクロック
を用いて、前述のクランク軸の基準角度信号の位置より
カウンタをカウントアツプまたはカウトダウンさせて、
カウンタにキャリーまたはボローが発生した時点火装置
に点火信号を伝送して所望の点火特性を得ていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記点火時期制御方法は内燃機関の回転
速度を時間を単位として、点火時期の精度を決めている
ので、点火進角データを一度カウンタ等にセットすると
、そこに点火時期が固定されてしまい、内燃機関の回転
速度の変化に対しては、対応できず点火時期の精度が悪
くなるという問題点があった。

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、内燃機関の
回転速度の変化に対してもある所要時間のクロックと点
火時期制御を行なうのに必要な最少限度のカウンタとに
より高精度の点火時期かえられる内燃機関の点火時期制
御方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するため、本発明は内燃機関の運転状
態に応じて変化する制御量により目標点火時期を算出し
、該目標点火時期を用いて前記内燃機関のクランク軸の
基準角度位置から点火を行なうまでの点火時間データの
算出を行ない、該点火時間データを用いて当該内燃機関
の点火時期制御を行なう内燃機関の点火時期制御方法に
おいて、内燃機関の回転速度又は前記目標点火時期の値
に応じてクランク軸の基準角度位置を条件的に変化きせ
るように内燃機関の点火時期制御方法を構成した。

〔作用〕

上記のように構成することにより、内燃機関が発生する
回転速度のムラや加速および減速時に生じるスナップ的
な回転による点火時期特性の誤差を最小限に抑制するこ
とが可能になる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明にかかる内燃機関の点火時期制御方法を
適用する、６学会→気筒４サイクルの内燃機関の点火時
期側装置の構成を示すブロック図である。点火時期制御
装置２０は、中央処理装置１、リードオンリーメモリ（
ＲＯＭ）２、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）３、波
形整形回路４、ディジタル入出力ポート５、Ａ／Ｄ変換
器６、回転速度タイマ部７、点火タイマ部８、点火ステ
ージコントロール部９、出力駆動部１０、電源部１１及
び共通バス１２から構成される。点火時期制御装置２０
には、点火装置２７、バッテリー２８が接続される。中
央処理装置１は各種データから点火時期を算出する部分
であり、リードオンリーメモＩＪ（ＲＯＭ）２は、点火
制御及び制御定数等を格納するメモリ、ランダムアクセ
スメモリ（ＲＡＭ）３は中央処理装置１が点火時期を算
出中に使用するメモリである。波形整形回路４に入力き
れる基準角度信号２１は内燃機関のカム軸の回転に相当
した軸に取り付けられておりクランクの回転角度位置を
検出するための基準角度センサからの角度信号であり、
例えば本実施例では基準角度センサが一回転当り４０＠
のクランク角度ごとに１８個のパルス信号を発生する。

同じく波形整形回路４に入力される気筒判別信号２２は
前記基準角度信号２１の基準角度センサに同期して６気
筒ある機関のＮＯＩシリンダの上死点位置より一定角度
ごとに回転位置信号を発生する（本実施例においてはＢ
ＴＤＣ４１０°ごとに発生する）。

前記基準角度信号２１及び気筒判別信号２２は波形整形
回路４により波形整形され（この波形整形回路２４は点
火装置２６の発する点火雑音信号を除去する役割を有す
る）中央処理装置１に４０’ごとの角度信号の割り込み
の発生をしらせる。ディジタル入出力ボート５は、入力
部と出力部に分かれ、入力部は気筒判別信号２２の状態
を基準角度信号２１の中央処理装置１での割り込み処理
により監視し、出力部は後述の点火ステージコントロー
ル部９の２系統のゲート信号ＧＡ及びＧＢをコントロー
ルする。Ａ／Ｄ変換器６は水温センサからの水温信号２
３、吸気温度センサからの吸気温信号２４、吸気管圧力
センサからの吸気管圧力信号２５、バッテリー２８から
のバッテリー電圧信号等のアナログ信号を入力して２進
数のディジタル信号に変換するものである。回転速度タ
イマ部７は所定の周期のクロックパルス信号（本実施例
においては１μｓｅｃの周期を有している）をカウント
するカウンタを備えており基準角度信号２１が発生せら
れるごとに同カウンタの計数値をラッチしクランク軸が
４０＠回転するのに要した時間を測定する。従って回転
速度タイマ部７の計数値は内燃機関の回転速度に反比例
した値を示すものである。点火タイマ部８は、中央処理
装置１により点火進角開始の定点として基準角度信号２
１の立ち上がりに同期して点火進角データをカウントす
る２系統のカウンタ（例えば本実施例においては１６ビ
ツト・ダウンカウンタ２個）により構成きれる。出力駆
動部１０は点火装置２７を駆動する部分で点火タイマ部
８の出力を受けて点火装置２７を駆動するのに十分な重
圧及び電流増幅を行なう。電源部１１はバッテリー２８
より点火時期制御装置２０の各回路に電圧を供給する部
分、共通バス１２は中央処理装置１に制御及びデータ信
号を入出力して周辺回路との制御及びデータの送受を行
なう部分である。

第２図は上記点火時期制御装置２０における基準角度信
号２１、気筒判別信号２２及び２系統の点火進角範囲を
示すタイミングチャートであり、（Ａ）は基準角度信号
２１、（Ｂ）は気筒判別信号２２、（Ｃ）及び（Ｄ）は
２系統の点火進角範囲（破線の矢印）をしめす。

第３図は第１図の破線で囲まれた部分、即ち点火ステー
ジコントロール部９、点火タイマ部８、出力駆動部１０
の動作を示すタイミングチャートで、（ａ）は基準角度
信号２１、（ｂ）は点火ステージゲート信号、（Ｃ）は
点火タイマトリガ信号、（ｄ）は点火信号を示す。

第１図に示す点火時期制御装置２０を第３図を参照しな
がら説明する。点火ステージコントロール部９のクロッ
ク端子ＧＫに、波形整形回路４で波形整形された基準角
度信号２１を入力させ、ディジタル入出力ボート５より
出力される点火信号が高レベルのイネーブル状態なら、
点火タイマ部８に前述の基準角度信号２１に同期して点
火タイマトリガ信号（Ｃ）を送出して、これにより前述
した点火タイマ部８の点火進角用ダウンカウンタは点火
タイマトリガー信号より以前にカウンタ内のラッチに入
力ずみである点火進角データのダウンカウントを開始し
、点火信号（ｄ）を低レベルにさせ前述の点火進角カウ
ンタが零になった時に点火信号を立ち上げて、所望の点
火時期特性をえるものである。出力駆動部１０は、点火
タイマ部８の出力する点火信号（ｄ）が点火装置２７を
駆動するのに十分な電圧及び電流に増幅させる。

以下、上記点火時期制御装置２０を用いた点火時期制御
方法について詳細に説明する。

第４図はメインルーチンの流れを示すフローチャートで
あり、基準角度割り込み処理以外の時に実行される処理
ステップを示す。ステップ１０１では、Ａ／Ｄ変換器６
より出力された吸気管圧力信号２５のＡ／Ｄ変換変換価
Ｐ　ｂ’を取り込む。ステップ１０２では、前記吸気管
圧力信号２５のＡ／Ｄ変換価Ｐｂと後述の基準角度割り
込み処理内においてもとめられる内燃機関の回転速度Ｎ
ｅとから公知の２次元マツプを用いる４点補間法により
基本点火時期データｉ　ｇＢｓを算出する。ステップ１
０３では、点火時期の補正項として水温信号２３、吸気
温信号２４、吸気管圧力信号２５の各々を後述のステッ
プ１０７の処理で求められるＡ／Ｄ変換値を用いて公知
のテーブル検索により点火時期補正項である水温項ｉｇ
Ｔｗ、吸気温項ｉ　ｇＴａ及びバッテリー電圧項ｉ　ｇ
Ｖｂを算出する。ステップ１０４では、前記基本点火時
期データ１ｇＢｓと前記点火時期補正項ｉｇＴｗ、１ｇ
Ｔａ、ｉｇＶｂより下記の（１）式で目標点火時期デー
タθｉｇを算出する。

θｉ　ｇ＝ｉ　ｇＢｓ＋ｉ　ｇＴｗ＋ｉ　ｇＴＩＬ＋ｉ
　ｇ　Ｖ　ｂ　　　・・・・・・・・・　　　　（１）
ステップ１０５はステップ１０４で求めた目標点火時期
データθｉｇと内燃機関の回転速度Ｎｅより求められる
点火時期１ｄｅｇ当りの時間とを算術演算を行ない、点
火タイマ部８が定点（本実施例においてはＢＴＤＣ８０
ｄ　ｅ　ｇ又はＢＴＤＣ４０ｄｅｇ）から点火するまで
に要する点火時間データＴｉｇを算出する。ステップ１
０６では、前記点火タイマ部８がダウンカウントを開始
する定点を内燃機関の回転速度又は算出した目標点火時
点により決定し、前回と異なる開始定点時（本実施例に
おいてはＢＴＤＣ８０ｄｅｇ−”４０ｄｅｇ又はＢＴＤ
Ｃ８０ｄｅｇ→８０ｄｅｇ）のみ点火ステージコントロ
ールフラグをセットして後述の基準角度割り込み処理内
において制御される点火ステージ信号を切りかえる指示
をあたえる。ステップ１０７では、水温（Ｔｗ）及び吸
気温（Ｔａ）及びバッテリー電圧（Ｖｂ）のアナログ値
をＡ／Ｄ変換器６のＡ／Ｄ変換にてディジタル値に変換
する。

第５図は基準角度信号２１に同期した角度割り込み処理
の流れを示すフローチャートである。次ぎに該フローチ
ャートを用いて基準角度割り込み処理について説明する
。ステップ１１１では、点火時期データｉ　ｇＢｓ算出
に必要な内燃機関の回転速度Ｎｅを回転速度タイマ部７
より取り込む。

ステップ１１２では中央処理装置１が後述の点火ステー
ジゲート信号を制御するのに必要な角度信号カウンタを
カウントアツプ（＋１）する。ステップ１１３では、デ
ィジタル入出力ポート５より波形整形された気筒判別信
号２２が高レベルの時のみステップ１１４にて角度信号
カウンタをクリアして基準角度信号２１の入力シーケン
スをととのえる。ステップ１１５では、メインルーチン
（第４図）のステップ１０５において点火時間データＴ
ｉｇの算術演算が終了したことを確認した上で、ステッ
プ１１６に移行して点火タイマ部８に前述の点火時間デ
ータＴｉｇをロードさせる判断をおこなう。ステップ１
１７ではメインルーチンのステップ１０６において判断
された点火ステージコントロールフラグの情報により、
ステップＩＪ８において点火ステージゲート信号のデー
タを２系統ある点火進角範囲において点火範囲でない領
域の角度信号カウント値り向期してきりかえる。例えば
第２図（Ａ）の基準角度信号２１の１．７、及び１３回
目に行なう、ステップ１１９では、メインルーチン処理
のステップ１０６において決定された点火ステージゲー
ト信号を中央処理装置１の指令としてディジタル入出力
ボート５を介して点火ステージコントロール部９に第３
図（ｂの如く２系統分の点火ステージゲート信号を出力
する。

上記の説明は、第４図及び第５図のフローチャートに従
って点火時間データの算出と点火時期開始定点の制御方
法について述べたが、さらに第６図のタイミングチャー
トを用いて説明を加える。

第６図において、（イ）は気筒判別信号２２、（ロ）は
基準角度信号２１、（ハ）はメインルーチン処理のステ
ップ１０１〜１０７、（ニ）は角度割り込み処理ゲート
信号データ切り替え、（ホ）は点火ステージゲート信号
ＧＡ、（へ）は点火ステージゲート信号ＧＢ、（ト）は
点火信号の１系、（チ）は点火信号の２系をそれぞれ示
す。図示する如く（イ）の気筒判別信号２２および（ロ
）の基準角度信号２１の入力が印加されたとき、出力と
して（ト）及び（チ）で示す如く６回の点火信号を発生
させる。この処理を第４図のメインルーチンにて実行さ
せるには、まず（ロ）の基準角度信号２１の１〜１８回
を３分割して、６回入力信号ごとに目標点火時点θｉｇ
を算出させる。

本実施例においては、１〜６番目、７〜１２番目、及び
１３〜１８番目の各々の入力信号の間にて点火時期を算
出し、その結果により点火開始定点の設定を（ホ）及び
（へ）の点火ステージゲート信号ＧＡ、ＧＢが重なり合
わない７番目、２番目及び１３番目の基準信号割り込み
処理（第５図）において（ニ）の（ａ）〜（ｄ）に示す
如く点火ゲート信号を切り替えることにより、内燃機関
の回転速度及び目標点火時期θｉｇに応じて点火開始定
点を変化させることが可能になる。

以上実施例によれば、内燃機関の回転速度又は算出した
目標点火時期θｉｇに応じて点火タイマ部８の点火開始
点を条件的に切り替えることにより、内燃機関に発生す
る回転速度のムラや加速及び減速時に生じるスナップ的
な回転速度変化に対する点火時期特性の誤差を最ノ］飄
限に抑制することが可能となる。

〔発明の効果〕

以上説明したとうり、本発明によれば、内燃機関の回転
速度又は目標点火時期の値に応じてクランク軸の基準角
度位置を条件的に変化させるようにしたので、内燃機関
に発生する回転速度のムラや加速及び減速に生じるスナ
ップ的な回転速度変化に対する点火時期特性の誤差を最
小限に抑制することが可能になるという優れた効果が得
られる。

【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を適
用する点火時期制御装置の構成を示すブロック図、第２
図は基準角度信号、気筒判別信号及び点火進角範囲の関
係を示すタイミングチャート、第３図は点火タイマ部、
点火ステージコントロール部及び出力駆動部の動作を示
すタイミングチャート、第４図はメインルーチンのフロ
ーを示すフローチャート、第５図は基準角度割り込み処
理のフローを示すフローチャート、第６図は点火時期制
御装置の動作を説明するためのタイミングチャートであ
る。 図中、１・・・中央処理装置、２・・・リードオンリー
メモリ（ＲＯＭ）、３・・・ランダムアクセスメモリ（
ＲＡＭ）、４・・・波形整形回路、５・・・ディジタル
入出力ボート、６・・・Ａ／Ｄ変換器、７・・・回転速
度タイマ部、８・・・点火タイマ部、９・・・点火ステ
ージコントロール部、１０・・・出力駆動部、１１・・
・Ｔ源部、２１・・・基準角度信号、２２・・・気筒判
別信号、２３・・・水温信号、２４・・・吸気温信号、
２５・・・吸気管圧力信号、２６・・・バッテリー電圧
信号、２７点火装置、２８・・・バッテリー。 第４０ 墨５■

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内燃機関の運転状態に応じて変化する制御量により目標
   点火時期を算出し、該目標点火時期を用いて前記内燃機
   関のクランク軸の基準角度位置から点火を行なうまでの
   点火時間データの算出を行ない、該点火時間データを用
   いて当該内燃機関の点火時期制御を行なう内燃機関の点
   火時期制御方法において、前記内燃機関の回転速度又は
   前記目標点火時期の値に応じて前記クランク軸の基準角
   度位置を条件的に変化させることを特徴する内燃機関の
   点火時期制御方法。