JPS6223571A - 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】 （技術分野） 本発明は内燃エンジンの点火時期制御方法に関し、特に
、エンジンの低回転運転時における不良点火を防止する
点火制御方法に関する。

（発明の技術的背景とその問題点） 内燃エンジンは、例えばその点火時期に関して、当該エ
ンジンの回転数、吸気管内絶対圧、およびエンジン温度
等のエンジン運転パラメータ値に応じて最適な点火時期
を調整し、常に良好な運転状態が保持できるようにして
いる。

しかし、エンジン回転数が不安定な低回転運転領域では
、上述のエンジン運転パラメータに基づく点火時期制御
を停止し、エンジンのクランク軸の所定クランク角度位
置信号だけに基づき所謂固定点火制御が行われている。

そして、この固定点火制御においてはクランク角度位置
を正確に検出することが不可欠である。そのクランク角
度位置検出装置としては、エンジンのクランク軸に取り
付けられ、その外周部に単位回転角α°の間隔で凸部が
設けられているクランク角度位置情報発生部としての回
転体と、この回転体の凸部に対向する所定位置に配置さ
れる情報検出部としての電磁ピックアップとで構成され
、エンジンの回転に伴ない、各前記凸部が前記電磁ピッ
クアップの近傍を通過する毎に電磁ピックアップにクラ
ンク角度位置検出信号としてのパルス信号が誘起される
ようにされているものが広く使用されている。

ところで、エンジン回転数が低下すると、磁性体の凸部
から成るクランク角度位置情報発生部が電磁ピックアッ
プの配置位置を通過する速度が低下するので、この電磁
ピックアップに誘起されるパルス信号の信号レベルが低
下する。そして、信号レベルが低下すると、パルス信号
が発生したとしても、信号レベルが低いために、このパ
ルス信号がクランク角度位置検出信号として検出され損
なう場合が生じる。この結果、点火タイミングが遅れ燃
焼が悪化する。

（発明の目的） 本発明は斯かる問題点を解決するためになされたもので
、エンジンの低回転運転時における不良点火を防止する
点火制御方法を提供することを目的とする。

（発明の構成） 斯かる目的を達成するため、本発明に依れば、内燃エン
ジンの複数の所定クランク角度位置で発生するクランク
角度位置信号の内、特定の２つのクランク角度位置信号
の発生時に点火コイルの通電と通電停止とを行い、もっ
て点火を実行させる内燃エンジンの点火時期制御方法に
おいて、前記点火コイルの通電を開始すべき前記特定の
クランク角度位置信号の発生からの経過時間を計測し、
計測した経過時間が、前記点火コイルの通電を停止すべ
き前記特定のクランク角度位置信号の発生前に所定時間
を超えたとき、前記点火の実行を禁止することを特徴と
する内燃エンジンの点火時期制御方法が提供される。

（発明の実施例） 以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の方法を適用した点火制御装置の全体構
成図であり、内燃エンジン（図示せず）のクランク軸１
及びその近傍所定位置には、クランク軸１の回転に応じ
て第２図（ａ）　　（ｂ）に示すような第１及び第２の
パルス信号ＰＣＩ、ＰＣ２を発生するクランク角度位置
検出装置２が配設されている。即ち、クランク軸１にク
ランク角度位置情報発生部としての回転円板３が取り付
けられ。

その円周部に、強磁性材製の凸起体で形成されたりアク
タ４ａ〜４ｇが円周上１箇所を除く等分位置、例えば４
５°の角度間隔で突設されている。リアクタはこのよう
に図示の例でいえば、符号４ｄと４ｅの間で１箇所だけ
欠落され、この欠落部の角度間隔は９０°とされている
。なお、リアクタは凸起体に限らず回転部材に磁性体を
埋設してもよい。回転円板３の外部には、その円周部に
沿って、磁石体５ａ、６ａにコイル５ｂ、６ｂを巻回し
て形成した第１．第２の電磁ピックアップ（以゛下「パ
ルサ」という）５，６が配設されている。

第１および第２のパルサ５，６の配設角度間隔は、適用
されるエンジンの気筒夾角、気筒数、燃焼方式等に対応
して規定され１図の例では気筒夾角１８ｏ°のＶ形エン
ジンに適用した場合が示されていて、２個のパルサ５，
６間の配設角度間隔は１２８’に規定されている。そし
て、パルサ５゜６が出力するパルス信号は電子コン１−
ロールユニット（以下ｒＥｃＵＪという）７に送られる
。

エンジンの吸気管（図示せず）の途中にはスロットル弁
（図示せず）が設けられ、このスコツ１〜ル弁の下流に
は絶対圧（ＰＢＡ）センサ８が設けられており、この絶
対圧センサ８によって電気信号に変換された吸気管内絶
対圧信号はＥＣＵ７に送られる。またエンジンの気筒周
壁部には冷却水が充満され、この部分にサーミスタ等か
らなるエンジン水温（Ｔ　ｗ）センサ９が挿着されてい
る。

このエンジン水温センサ９の検出信号はＥＣＵに供給さ
れる。

ＥＣＵ７は、上述の各センサ８，９の検出信号および両
パルサ５，６からのパルス信号ＰＣＩ。

ＰＣ２に基づいて点火時期θｉｇおよび次に述べる点火
コイルへの通電時間Ｔｏｎ等を演算し、これを駆動信号
として出力するもので、その出力線路がそれぞれ点火コ
イル１０．１１を介して各点火プラグ１２．１３に接続
されている。点火コイル１０．１１には、それぞれ１次
コイルＩＱａ。

１１ａ及び２次コイル１０ｂ、ｌｌｂが備えられ、この
２次コイル１０ｂ、ｌｌｂの出力端がそれぞれの点火プ
ラグ１２．１３に接続されている。点火コイル１２．１
３はＥＣＵ７からの駆動信号により１次コイル１０ａ、
ｌｌａに通電される電流が制御され、通電停止されたと
き２次コイル１０ｂ。

１１ｂに高電圧が発生して点火プラグ１２．１３を点火
させる。尚、第１図には２個の点火プラグ１２．１３が
示されているが、実際には点火プラグはそれぞれの気筒
に各別に取り付けられている。

そして、各点火プラグ１２．１３は、各別に設けられた
点火コイルに接続されるディストリビュータ無しの点火
方式とされている。４気筒のエンジンに対しては、符号
１２の点火プラグに図示省略の他の１個の点火プラグが
電気的に直列接続され、これと同様に符号１３の点火プ
ラグに対しても図示省略の他の１個の点火プラグが電気
的に直列接続される。直列接続された各２個の点火プラ
グは同一の点火信号で点火され、この同時に点火された
２個のうちの一方の点火プラグは排気行程で点火される
ので、いわゆる捨大方式の点火方式がとられる。

一方、ＥＣＵ７には第１および第２のパルサ５゜６でそ
れぞれ発生した第１および第２のパルス信号ＰＣＩ、Ｐ
Ｃ２を波形整形する波形整形回路７０１．７０２と、こ
の各波形整形回路７０１゜７０２からの出力をそれぞれ
ラッチする第１および第２のフリップフロップ回路７０
３，７０４が配設されている。第１のフリップフロップ
回路７０３からは、そのＱ出力（第２図（Ｃ））の出力
線路が中央処理装置（以下ｒＣＰＵＪ　という）７０５
に接続されている。一方、第２のフリップフロップ回路
７０４からは、そのＱ出力（第２図（ｄ））の出力線路
がＣＰＵ７０５に接続されている。符号７０６は、第１
及び第２の両フリップフロップ回路７０３，７０４に対
するクリア信号（第２図（ｅ））線路である。また、絶
対圧センサ８およびエンジン水温センサ９からの夫々の
検出値信号は、入力回路７０７で所定電圧レベルに修正
された後、順次Ａ／Ｄコンバータ７０８に供給され、Ａ
／Ｄコンバータ７０８でデジタル信号に変換された後、
ＣＰＵ７０５に供給される。

更に、ＣＰＵ７０５には後述する制御プログラム等を記
憶するリードオンリメモリ　（以下「ＲＯＭ」という）
７１０、演算結果等を一時的に記憶するランダムアクセ
スメモリ（ＲＡＭ）７１１が含まれ、前記ＰＣＩパルス
の発生時間間隔を計測するＭｅカウンタ７０９及びＣＰ
Ｕ７０５での演算値に応じて点火コイルに駆動信号を供
給する駆動回路７１２，７１３が接続されている。

ＥＣＵ７は、上述の第１および第２のパルス信号ＰＣＩ
、ＰＣ２、言い換えれば第１及び第２のフリップフロッ
プ回路７０３，７０４からの出力信号を導入して、まず
基準クランク角度位置を検出する。即ち、第１のパルス
信号ＰＣＩが第１のフリップフロップ回路７０３にラッ
チされると、そのＱ出力信号（第２図（Ｃ））によりＣ
ＰＵ７０５に割込要求が生じる。ＣＰＵ７０５は、この
割込要求を受けて、第２のフリップフロップ回路７０４
のＱ出力（第２図（ｄ））が゛′Ｈ″レベルにあるか、
″Ｌ′″レベルにあるかを識別する。このとき割込み要
求の生じたタイミングで第２のフリップフロップ回路７
０４のＱ出力がｒｒ　Ｌ　ＩＴレベルになっている箇所
（第２図中に矢印線の箇所）がクランク軸１の１回転当
りに１回存在する。このときのクランク角度位置を基準
クランク角度位置ｑと規定する。この位置は、第２のパ
ルサ６がリアクタの欠落部に対応したクランク角度位置
に相当する。

基準クランク角度位置ｑの検出後、第１のパルス信号Ｐ
ＣＩの各発生間隔をステージと定義して各ステージにス
テージ番号を付番する。この番号の割り付は方は、エン
ジンの気筒数、気筒夾角（バンク角）等により、種々に
規定することができ、基準クランク角度位置を何番のス
テージにするかはエンジン毎にＲＯＭ７１０に記憶され
ている。

第２図（ａ）の例では、基準位置ｑを検出したときのス
テージをステージ１と付番し、以下ステージ２，３．・
・・７と付番される。

基準クランク角度位置ｑの検出後、ステージ１乃至７の
第１のパルス信号ＰＣＩの各発生時間間隔Ｔｓ１値乃至
Ｔｓ、値がＭｅカウンタ７０９によリフロックパルスで
計測され、これらＴｓ工乃至Ｔｓ、の加算料をＭｅ値と
される。Ｍｅ値はエンジン回転数Ｎｅの逆数（１／　Ｎ
　ｅ　）に比例し、このＭｅ値でエンジン回転数Ｎｅを
間接的に表示する。

第３図はＥＣＵ７により点火プラグ１２．１３の点火制
御を行う場合の本発明に係るプログラムのフローチャー
ｌ−を示し、本プログラムは第１のパルサ５による第１
のパルス信号ＰＣＩの発生毎に実行される。

第１のパルス信号ＰＣＩにより割込みが発生すると、先
ず、Ｍｅカウンタ７０９の計数値を読込み、これを記憶
した後Ｍｅカウンタ７０９をリセットして再スタートさ
せる（ステップ３１）。次いで、ステップ３２に進み、
エンジン回転数Ｎｅが所定極低回転数Ｎ　ＩＧｓ　Ｔ　
Ｆ　（例えば２００ｐｐｍ）以上であるか否かを判別す
る。この答が否定（Ｎｏ）であればステップ３３に進み
、後述する点火禁止処理が実行され不良点火によるエン
ジンへの悪影響が防止される。ステップ３２の判別結果
が肯定（Ｙｅｓ）の場合には後述する固定点火制御を実
行すにきか否かを後述するフラグＣＲＦＬＧ値が値１に
等しいか否かによって判別する（ステップ３４）。フラ
グ値ＣＲＦＬＧが値１に等しければ後述する固定点火制
御サブルーチンＣＲＮＫを実行する（ステップ３５）一
方、フラグ値ＣＲＦＬＧが零の場合にはステップ３６に
進み、前記パルス信号ＰＣＩの発生時間間隔（前ステー
ジ時間間隔）Ｔｓ　（ｎ）の記憶値を今回ループのステ
ップ３１で読み込んだＭｅカウンタ７０９の計測値に更
新する。

次に、ステップ３７において、前回ループの後述するス
テップ４０で更新されたＳＴＧ値を用いて今回ステージ
がステージ４であるか否かを判別する。この答が否定（
Ｎｏ）の場合には直接後述するステップ４０に進むが肯
定（Ｙｅｓ）の場合にはステップ３８に進み、フラグＮ
ＩＦＬＧの値が零に等しいが否かを判別する。このフラ
グＮＩＦＬＧはエンジンが低回転領域にあるか否かを判
別するためのものであり、フラグＮＩＦＬＧ値はＰＣＩ
パルス信号発生毎に割込実行される第３図のプログラム
ＩＮＴの処理が行われていない空き時間に実行されるプ
ログラムＭＡＩＮにおいて設定される。第４図は該プロ
グラムＭＡＩＮのフラグＮＩＦＬＧ値を設定する処理部
分を示し、そのステップ４０１においてエンジン回転数
Ｎｅが所定の低回転領域判別加減値ＮＯ札（例えば４０
０　ｒｐｍ）以下か否かを判別し、判別結果が肯定（Ｙ
ｅｓ）の場合にはフラグＮＩＦＬＧ値に零が設定される
（ステップ４ｏ２）。ステップ４０１の判別結果が否定
（Ｎｏ）の場合にはステップ４０３に進み、エンジン回
転数Ｎｅが前記判別加減値ＮｃＲＬより高い所定の判別
上限値ＮｃえＨ（例えば５００ｒｐｍ）以上か否かを判
別し、判別結果が肯定（Ｙｅｓ）の場合にはフラグＮＩ
ＦＬＧ値に値１が設定される。

前記第３図のステップ３８の判別結果が肯定（Ｙｅｓ）
の場合、即ちフラグＮＩＦＬＧ値が零の場合、ステップ
３９に進み、フラグＣＲＦＬＧ値に値１を設定し、ステ
ップ４ｏに進む。この値１に設定されたフラグＣＲＦＬ
Ｇ値は前述したステップ３４での判別において、エンジ
ンが固定点火制御すべき運転状態の判別に適用されるこ
とになる。前記ステップ３８の判別結果が否定（Ｎｏ）
の場合は直接ステップ４ｏに進む。このように固定点火
制御の実行を判別するフラグＣＲＦＬＧ値はフラグＮＩ
ＦＬＧ値に基づき設定されるが、フラグＮＩＦＬＧ値が
値１から零に、逆に零から値１に反転させる判別値を異
なる値に設定しであるため固定点火制御と１通常点火制
御の切換え回転数にヒステリシス特性を持たせたことに
なり、点火制御を安定して行わせることができる。

ステップ４０ではステージ判別変数値ＳＴＧを値１だけ
インクリメントする。この変数値ＳＴＧは次回ＰＣＩパ
ルス信号の発生時のステージ数を表わし、前記ステップ
３７及び後述する固定点火制御サブルーチンＣＲＮＫに
おけるステージ判別に使用される。尚、変数値ＳＴＧは
その値が８になると値Ｏに更新される。

次いで、ステップ４１に進み、通常点火制御を行う。こ
の通常点火制御は、エンジン回転数Ｎａと、絶対圧セン
サ８及びエンジン水温センサ９で夫々検出される吸気管
内絶対圧ＰＢＡ及びエンジン水温Ｔｗとに応じて、点火
時期及び点火コイル１０．１１への通電時間を制御する
ものであるが、本発明と直接係りがないのでその詳細な
説明を省略する。

第５図は第３図のステップ３５で実行される固定点火制
御サブルーチンＣＲＮＫを詳示するフローチャートであ
り、先ず、ステップ４２では、今回ループのステージが
ステージ７であるか否かを判別し、その答が肯定（Ｙｅ
ｓ）であれば第１の点火コイル１０への通電を開始しく
ステップ４３）。

否定（Ｎｏ）であれば次ステツプ４４に進む。

ステップ４４では今回ステージがステージ１であるか否
かを判別する。その答が背定（Ｙｅｓ）であれば第１の
点火コイル１ｏへの通電を停止して第１の点火プラグ１
２を点火させる（ステップ４５）。即ち、第２図（ｆ）
に示すように、ステージ７を示す第１のパルス信号ＰＣ
１７（第２図（ａ））を検出すると同時に第１の点火コ
イル１０への通電を開始し、ステージ１を示す第１のパ
ルス信号ＰＣＩＩを検出すると同時に通電を停止して第
１の点火プラグ１２を点火する。一方、ステップ４４の
答が否定（ＮＯ）であれば次ステツプ４６に進む。

ステップ４６では今回ループのステージがステージ４で
あるか否かを判別し、その答が肯定（Ｙｅｓ）であれば
、第２図（ｇ）に示すように、第２の点火コイル１１に
通電する（ステップ４７）と共に、前記第３図のステッ
プ３１で再スタートさせたＭｅカウンタ７０９の計時値
ＴＭｅが所定値（例えば５０ｍ５ｅｃ）に到達したか否
かを判別する。その答が否定（Ｎｏ）の場合、即ち所定
値に未だ到達していなければステップ４９に進んで第２
のフリップフロップ回路７０４のＱ出力（第２図（ｄ）
）が１１　Ｈ１１レベルか否かを判別し、ｔｌ　Ｈｌｔ
レベルであれば、即ちステージ４の中間に発生する第２
のパルス信号ＰＣ２Ｍ　（第２図（ｂ））が検出される
と第２の点火コイル１１への通電を停止して第２の点火
コイル１３を点火する（ステップ５０）。

一方、ステップ４９の答が否定（Ｎｏ）の場合、即ち前
記パルス信号ＰＣ２Ｍを未だ検出していなければ、ステ
ップ４８に戻り、パルス信号ＰＣ２Ｍを検出する迄、第
２の点火コイル１１への通電を継続しつつ待機する。し
かし、この待機期間中に前記Ｍｅカウンタ７０９の計時
値が所定値（５０ｍｓｅｃ）に到達した場合（ステップ
４８の答が肯定（Ｙ　ｅｓ）　）にはステップ５１に進
み、点火コイルの２次コイルの電流を徐々に低下させる
ことにより点火プラグの点火を禁止する点火禁止処理を
第２の点火コイル１１に行う。この理由は、ステージ４
を示す第２のパルス信号ｐｃ２４　（第２図（ｂ））を
検出してから前記パルス信号ＰＣ２Ｍを検出する迄の時
間は、エンジン回転数が２０Ｏｒｐｍ以上である限り、
高々３７．５ｍ５ｅｃである。従って、５０ｍ５ｅｃ経
過しても第２のフリップフロップ回路のＱ出力が“Ｌ”
レベルであるということは、パルス信号ＰＣ２Ｍの検出
をし損じたことを示す。そして、このし損じは、エンジ
ン回転数Ｎｅが低下し、パルス信号ＰＣ２Ｍの出力レベ
ルが低くなると発生し易くなる。そこで、ステージ５を
示す第２のパルス信号ＰＣ２５（第２図（ｂ））　、又
はそれ以後に発生する第２のパルス信号ＰＣ２を検出す
ることによる、好ましくないエンジンの作動行程での点
火を防止するため、前記点火禁止処理を行うのである。

ここで再び、前述のステップ４２乃至４５で実行される
固定点火制御の場合に戻ると、前記パルス信号ＰＣ１７
の割込処理で実行されるステップ４３の第１の点火コイ
ル１０の通電開始後に、パルス信号ＰＣＩＩの検出をし
損じた場合、パルス信号ＰＣ１２、又はそれ以後に発生
する第１のパルス信号ＰＣＩで実行される割込処理によ
りステップ３１で計測されるＴｓｉ−１値は、エンジン
回転数Ｎｅが２０Ｏｒｐｍ以下である限り、３７．５ｍ
５ｅｃ以上の値となる筈である。従って、パルス信号Ｐ
ＣＩＩの検出をし損じてパルス信号ＰＣＩ２又はそれ以
後のパルス信号ＰＣＩを検出した場合には、前記第３図
のステップ３２の答が肯定（Ｙｅｓ）となリ、前記ステ
ップ３３に進んで前述の点火禁止処理が行われ、この場
合にも不良点火によるエンジンへの悪影響が防止される
。

（発明の効果） 以上詳述したように本発明の内燃エンジンの点火時期制
御方法に依れば、点火コイルの通電を開始すべき特定の
クランク角度位置信号の発生からの経過時間を計測し、
計測した経過時間か、点火コイルの通電を停止すべき特
定のクランク角度位置信号の発生前に所定時間を超えた
とき、点火の実行を禁止するようにしたので、エンジン
回転数が低下した場合に発生し易くなる不良時期点火を
防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に適用する点火制御装置の一例を示すブ
ロック図、第２図は第１図の点火制御装置における各種
信号波形を示すタイミングチャート、第３図は所定クラ
ンク角度位置で実行される固定点火制御判別手順を示す
フローチャート、第４図はフラグＮＩＦＬＧ値の設定手
順を示すフローチャート、及び第５図は固定点火制御サ
ブルーチンのフローチャートである。 １・・・クランク軸、４・・・リアクタ、５，６　・第
１゜第２のパルサ、７・・・電子コントロールユニット
（ＥＣＵ）、１０．１１・・・第１．第２の点火コイル
、１２．１３・・・第１．第２の点火プラグ。 出願人　　本田技研工業株式会社 同　　沖電気工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、内燃エンジンの複数の所定クランク角度位置で発生
   するクランク角度位置信号の内、特定の２つのクランク
   角度位置信号の発生時に点火コイルの通電と通電停止と
   を行い、もって点火を実行させる内燃エンジンの点火時
   期制御方法において、前記点火コイルの通電を開始すべ
   き前記特定のクランク角度位置信号の発生からの経過時
   間を計測し、計測した経過時間が、前記点火コイルの通
   電を停止すべき前記特定のクランク角度位置信号の発生
   前に所定時間を超えたとき、前記点火の実行を禁止する
   ことを特徴とする内燃エンジンの点火時期制御方法。