JPS6176759A - 内燃機関の点火時期制御装置 - 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装置に関し、特にマイ
クロプロセッサを使用した点火時期制御装置に関する。

最近マイクロプロセッサ等の小型演算装置の進歩によっ
て１機関の回転速度、負荷等の機関運転変数に基づいて
点火時期を算出する電子式点火時期制御装置が開発され
ているにの装置は従来の回転速度基準とした遠心式進角
装置やマニホールド負圧基準とした真空進角装置に比較
して装置が安定し、得られる結果のばらつきが減少する
。しかし現在の制御装置は既存の各制御関数からの機械
的演算を電子式演算に置き換えただけであり。

本質的の変更ではない。それでも装置の小型軽量化と環
境変化に対する制御精度の変化の防止は期待できる。

上述の電子式演算装置は機能的には従来の機械式制御装
置とほぼ同様であるため、運転変数に対する精密な制御
が困難であり、演算式になり難い部分、例えば排気還流
を行う場合の各負荷各回転数に適合した進角値の演算は
不可能であった。

本発明の目的は、上述の欠点を少なくし、各種運転条件
に適合した進角値を得られる点火時期制御装置を提供す
るにある。

第７図は本発明の全体の構成を示すブロック図である。

第７図において、１はエンジンの各種運転変数（吸入空
気量、回転速度、冷却水温等）や車両型式（エンジンの
型式、変速機の型式等）を検出する検出手段である。

また２は記憶手段（例えばＲＯＭ）であり、エンジンの
運転変数に応じた点火データ（点火進角値やドエル角）
を２次元のデータテーブルとして予め記憶している６例
えば回転速度をＸ軸、吸入空気流量をＹ軸の変数とし、
それらの変数に対応する点火進角値を２次元のデータテ
ーブルとして記憶している。

そして上記の記憶手段２は、上記のデータテーブルとし
て、エンジンの運転状態（低温時、始動時、加速時、定
常運転時等）や車両型式（４気筒エンジンと６気筒エン
ジン、自動変速機と手動変速機等）に応じて、異なった
複数のデータテーブル２−１〜２−ｎを記憶している。

次に演算手段３は、検出手段１の検出結果から判別した
運転状態や車両型式に応じて、前記複数のデータテーブ
ル２−１〜２−ｎのうちの対応するデータテーブルを選
択し、検出手段１で検出した運転変数に対応した点火デ
ータを上記の選択したデータテーブルから読出し、その
点火データに対応した点火信号を出力する。

上記の演算手段３は、具体的には例えば入出力インタフ
ェース、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等からなるマイクロプ
ロセッサによって構成される。

次に点火装置４は、点火コイル、配電器、点火プラグ及
び点火信号に応じて点火コイルへの電流を断続する点火
制御回路から構成される６本発明による点火時期制御装
置の概要は次の通りである。制御装置はエンジンの各変
数を検知する検知手段と、この入力を変換してマイクロ
プロセッサに供給する変換手段と、この入力を演算する
マイクロプロセッサとを有する。本発明によって、マイ
クロプロセッサに供給された入力を点火時期に相関する
数値に変換するプログラムを有するＲＯＭを備える。こ
のプログラムは機関負荷を代表する値をＹ軸とし１回転
速度を代表する値をＸ軸として点火時期を定める数表又
は関数形とした二次元テーブルとする。これによって、
マイクロプロセッサは単に二次元テーブルをルックアッ
プするだけで所要進角値を求めることが可能となり、複
雑な演算を必要としない。テーブル内の数値は理想値を
任意に書きこむことができ、精密な制御が可能となる６ 負荷及び回転速度の数値が二次元テーブルの表の中間値
である場合には近接４点間の補間計算を行って所要進角
値を求める。これによって、負荷及び回転速度目盛を過
度に細かくする必要はなくなる。なお運転変数がデータ
テーブルの範囲外になる場合は、その運転変数について
は範囲外となる直前の値を用いて点火データを読出す、
これによって、過大回転の時にも運転不調となることは
ない。

負荷と回転速度による二次元テーブルは複数個使用し、
所要運転条件に対して夫々別個のテーブルを使用する。

例えばエンジン型式、変速機型式の変化に対して別個の
組のテーブルとし、更に、始動間、加速間、特定変速比
の間、低水温の間に定常運転間とは別の二次元テーブル
を使用することができる。この中で所要の二次元テーブ
ルを補正率テーブルとし、定常運転テーブルから得た数
値を補正することもできる。

本発明を例示とした実施例並びに図面について説明する
。

第１図は本発明による点火時期制御装置のブロック線図
を示す。入力処理ＬＳ１１１は各種センサｌＯからのア
ナログ信号、デジタル信号を受けてＣＰＵ　（中央演算
ユニット）１２にデジタル信号を供給する６人力信号と
しては、空気流量計からの空気流量信号、クランク角セ
ンサからのクランク基準角及びクランクパルス信号、シ
リンダジャケットに取付けた水温計からの水温信号、ス
タータースイッチのオンオフ信号、トランスミッション
の位置を示す信号、回転計からの回転速度信号。

マニホールド負圧信号等がある。

マイクロプロセッサ即ちＣＰＵ１２は入力処理ＬＳＩＩ
Ｉからのデジタル信号を受けて図示の例では所要燃料噴
射時間パルス巾Ｔｐを演算して図示しない燃料インゼク
タを作動させると共に、この時間ＴＰ即ちエンジン負荷
を代表する値と回転数ｒｐｍの値からＲＯＭ１３．１４
内の負荷−回転数テーブルから所要の燃料点火進角値Ｔ
ＡＤ及びドエル角値ＴＤを出力処理ＬＳ１１５に供給す
る。出力処理ＬＳ１１５はこの信号をクランク角信号と
組合せて点火制御回路１６に指令信号として供給し、該
点火制御回路１６により所要の進角、ドエル角で点火コ
イル１７をへてプラグ１８の点火を行う。

ＲＯＭ１３．１４内に記憶されている点火進角テーブル
の立体像Ａ及び数値表Ｂの例を第２図に示す。

エンジン負荷を代表する値として燃料噴射時間ＴＰと回
転速度ｒｐＩ１１の関数として進角値を定めることがで
き、他の条件、例えば定常運転間か、特定の変速比かど
うか、エンジン水温は定常か適冷か、加速間かどうか等
の条件が定まれば、同一条件下での理想の進角値が得ら
れる。尚、排気還流を行うエンジンにおいては排気還流
（ＥＧＲ）率の変化に応じて進角値を変える必要がある
。図示のテーブルではＥＧＲを行う場合と行わない場合
との２種のテーブルを使用することもできる。エンジン
運転条件に伴う進角値の変化に対応させるためには後述
するフローチャートで説明する通り、夫々の運転条件に
対応する二次元テーブルを使用する。

第３図は本発明の制御のためのクランク基準角（図のＳ
θ）クランクパルス（図のＣＰ）、各シリンダの上死点
ＴＤＣ、ドエル角Ｔｏ、点火進角ＴＡＤの関係を示す。

図は点火進角ＴＡＤの制御カウントのスタート時点Ｔ１
とストップ時点Ｔ２を示しＴＡＤの値自体は点火進角値
自体ではない。ＴＡＤのカウントのストップの瞬間があ
るシリンダのＴＤＣに対する所定点火進角位置となり、
その点からＴＤＣまでの値τが実際の進角値となる。

第４図は負荷Ｑ、回転速度Ｘの二次元テーブルにおいて
、続出値が格子点から外れている場合の制御を精密にす
るためのサブルーチンを示す。更に排気還流率を同時に
定める場合を示す。第１に点火進角を定めるために、左
側のＡｄｖテーブルをアドレスして、入力された回転速
度Ｘ、負負荷を定める。この値が格子点に一致しない時
にはＸについては上の値ＸＣと下の値（Ｘ　ｃ−１００
）とを読み、Ｑについては上の値Ｑｃと下の値（Ｑｃ−
０，５）とを読み、この４点について補間計算を行って
正確な進角値を定める。更にＸ、Ｑの値が制御外の値即
ちテーブルのＸｍａｘ、　Ｑｍａｘとして示した最大値
以上である場合にはＸ　ｍａｘ＋　Ｑｍａｘの値をそれ
ぞれＸ、Ｑの値とみなして制御値を定める。ここで進角
値が定まる。次に排気還流率については右側のＥＧＲテ
ーブルを使用し、同様の補間計算によって正確な排気還
流率ＥＧＲが得られる。

第５図は本発明による制御装Ｗｌの点火進角値並びにド
エル角位置決定手順を示すフローチャートである。第１
にスタータスイッチの信号によって、スイッチオンの場
合、即ち始動間は特定の始動時進角テーブルによって進
角値を求め、点火進角値を出力レジスタにセットする。

スタータスイッチオフの場合、即ち定常運転間はトラン
スミッションスイッチの信号によって、特定ギア位置、
例えば定速位置の場合は指定ギア位置テーブル■から進
角値を求める。例えば高速ギア位置等、指定ギア位置以
外の時は基本テーブルＩによって進角値を求める。この
進角値は点火進角温度補正テーブルによって温度補正を
行い１点火進角値を出力レジスタにセットする。ドエル
角についてはドエル角テーブルによってドエル角位置を
求め、出力レジスタにセットする。

第６図は本発明制御装置の互換性を大とした場合のフロ
ーチャートを示す。第１に気筒数判別によって、４気筒
用テーブルと６気筒用テーブルの何れかを使用する６次
にトランスミッション判別スイッチによって、自動変速
機付の場合Ａ／Ｔテーブルを使用し１手動変速機付エン
ジンについてはＭ／Ｔテーブルを使用する。以上の過程
によって特定型式のエンジンと変速機が定まる。現在市
販の車両の生産は自動変速機付きと手動変速機付きとを
混合生産する場合が多く、トランスミッション判別スイ
ッチとＡ／Ｔ、Ｍ／Ｔテーブルとを有する制御装置を使
用すれば、制御装置の種類を減少することが可能である
。

特定車両について５次に加速定常判別スイッチによって
、加速間は加速テーブルを使用し、定常運転間は定常テ
ーブルを使用する。次に水温判別スイッチによって、冷
却水温がある限度以下の時は低温テーブルを使用し、水
温が上昇すれば高温テーブルを使用する。第６図に示す
低温テーブル高温テーブルは第５図に示した通り温度に
よる進角値の補正としての役割を行うための補正係数の
テーブルとすることもできる。

上述によって明らかにされた通り、本発明の点火時期制
御装置はエンジン回転速度とエンジン負荷１凹示の例で
は燃料噴射パルス巾との関数として任意のテーブルを構
成することができ、第３図に示す立体像のどの部分にど
のような変化を生じさせるかをエンジンの要求に対して
理想的にセットすることが可能である。従来のガバナに
よってディストリビュータの回転を規正する型式及び真
空進角装置では任意の立体像となるような制御は不可能
であった。更に、排気還流を行う場合のテーブル各点の
点火進角値は、各点が夫々別の排気還流値であるため、
従来の方法では最適進角値の設定は不可能であった。排
気還流テーブルと組合せて使用すれば、例えば水＠９５
℃以上のオーバーヒートの場合に排気還流をゼロとして
エンジンの実質負荷を軽減し点火進角を進°めることに
よって水温を低下させることが可能となる。

変速位置が特定ギア位置、例えば２速固定位置の場合に
は、指定ギア位置テーブルを使用することによって自動
的に最適の進角値が得られる。

他の運転条件についても、水温等の条件の判別信号と補
正テーブルの附加によって、容易に精密な制御を行うこ
とができる。

以上説明したごとく本発明の点火時期制御装置は種々の
利点があるが、特に多次元の各次元に対応する各運転変
数がデータテーブルの範囲内の値か否かを判定する判定
手段と、範囲内の場合はデータテーブル内のその運転変
数の値に対応した点火データを読出し、範囲外となった
運転変数がある場合は、その運転変数については範囲外
となる直前の値を用いて点火データを読出し、その読出
した点火データに対応した点火信号を出力する演算手段
とを設けたことにより、運転変数が範囲外の値になった
場合でも制御不能になることがなく、また範囲外となっ
た運転変数と範囲内のものとがある場合は、範囲内のも
のについてはその値を用いて読出すようになっているの
で、範囲外のものがある場合でも可能な限り運転状態に
適合した点火時期制御を行なうことが出来る。

したがってデータテーブルに記憶する範囲を必要最小限
に縮少することが出来るので、ＲＯＭの容量を小さくす
ることが出来る。

そのため前記第６図に記載するごとく多種のデータテー
ブルを備える場合でも、ＲＯＭの容量が過大になること
がなく、低コストで実用化が可能となる等の効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による点火時期制御装置の要部のブロッ
ク線図、第２図は第１図の装置のＲＯＭに記憶させる二
次元テーブルの立体像と数値表を示す図、第３図は点火
進角決定のための各角度間の関係位置を示す図、第４図
はテーブルの格子間データの補間計算サブルーチンを示
す図、第５図は点火進角ドエル角決定手順を示すフロー
チャート、第６図は汎用テーブルを使用する装置のフロ
ーチャート、第７図は本発明の全体の構成を示す図であ
る。 く符号の説明〉 １０・・・センサ　　　　　　１１・・・入力処理ＬＳ
１１２・・・中央演算ユニット　１３．１４・・・ＲＯ
Ｍ１５・・・出力処理ＬＳＩ　　　１６・・・点火制御
回路１７・・・点火コイル　　　　１８・・・プラグ代
理人弁理士　　中　村　純之助 才　１　図 ｔ２図　Ａ γｐｍ 矛３図 ／、　　　　　五 オ６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジンの運転変数や車両型式を検出する検出手段と、
   上記エンジンの運転変数のうちの二つの運転変数に応じ
   た点火データを２次元のデータテーブルとし、かつ車両
   の運転状態や車両型式に応じて異なった複数の上記デー
   タテーブルを予め記憶している記憶手段と、上記検出手
   段の出力から判別した運転状態や車両型式に対応した上
   記データテーブルを選択し、その選択したデータテーブ
   ルから上記二つの運転変数に対応した点火データを読出
   し、その読出した点火データに対応した点火信号を出力
   する演算手段と、上記点火信号に応じて点火動作を行な
   う点火装置とを備えた内燃機関の点火時期制御装置。