JPS6248065B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は内燃機関の出力の向上及び燃料消費率
を向上させるべく点火時期を帰還制御する点火時
期制御方法に関する。 内燃機関の点火時期は、ノツキング、排気ガス
特性の問題等の特別の理由のない限り、内燃機関
の出力を最大限に発揮でき同時に燃料消費率を最
小に抑え得る様に内燃機関の運転状態に合せて、
回転数、吸気圧力等で点火時期調節を行つてい
る。しかしながらこれら従来の方法ではどうして
も限界があり、ある程度の出力及び燃料消費率の
損失がある。たとえば個々の機関のバラツキ、点
火時期補正のバラツキ、環境条件の変化等であ
る。 これらの損失をなくして内燃機関出力を最大限
に発揮させるべく、点火時期を帰還制御する方法
が考え出されており、たとえば米国特許第
3142967号明細書等により公知である。これによ
ると目標点火時期近傍の互いに異なる２点の点火
時期で運転し、この２点のうちまず遅れ側の点火
時期で運転したときの回転数Nrと、次に進み側
の点火時期で運転したときの回転数Naとを検出
し、両回転数の大小を比較し、Nr＜Naのときは
目標点火時期を更に所定値だけ進め、Nr＞Naの
ときは所定値だけ遅らすように修正することによ
つて、機関の最大トルクを与える最適点火時期に
制御するようになつている。 しかしながら、たとえば出力の変化を回転数に
よつて判別する場合その回転数が種々の要因で変
化するにもかかわらずこの方法においては、回転
数の変化が点火時期によるものか、外的要因（た
とえばアクセル操作）によるものかの判別能力が
ないため、加減速時、登降板等では回転数の最大
トルクを与える最適点火時期とは逆方向に点火時
期を修正制御してしまい、逆に回転数が低下し、
出力及び燃費の悪化を引き起す場合があつた。 本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、
目標点火時期の近傍でかつ互いに異なる少なくと
も２点の点火時期を選択し、この選択した少なく
とも２点の点火時期にて交互に所定の期間づつ内
燃機関を運転し、これら各点火時期にて運転した
ときの機関の回転数の信号を前記所定の期間の終
わりに近い期間で検出し、前記の少なくとも２点
の点火時期で運転したときの前記回転数の信号の
うちの少なくとも連続して運転した３点の信号を
比較することにより、前記の目標点火時期が機関
出力を最大限に発揮させる最適点火時期
（Minimum spark advancefor Best Torque：
MBT）より進み側にあるか遅れ側にあるか判定
し、かつ目標点火時期を修正することを特徴とし
ており、アクセル操作等の外的要因によつて回転
数が変化したのが、少なくとも異なる２点での点
火時期の変更によつて回転数が変化したのかを識
別でき、目標点火時期を誤りなく最適点火時期に
修正して機関出力を最大限発揮させ同時に燃料消
費率を最小に抑えるようにでき、さらに点火時期
の変更による機関回転数の変化を精度よく検出
し、前記少なくとも２点の点火時期の差を小さく
して機関運転上の点火時期による回転変動を少な
くできる点火時期制御方法の提供を目的としてい
る。 また、本発明は機関の気筒間には空燃比のバラ
ツキがあり、各気筒毎に軸出力に差が生じ回転数
に差がでたりするため、本発明は、前記所定の期
間の終わりに近い期間において機関の気筒数の整
数倍に等しい回数の燃焼に要する時間より回転数
の信号を検出することにより、これらの問題を解
決でき、点火時期の変更による回転数の変化分の
みを正確に検出できるようにすることを目的とし
ている。 以下本発明による方法を図に示す実施例により
説明する。第１図は４気筒内燃機関（以下エンジ
ンと呼ぶ）に本発明を適用した制御システムの構
成図であり、１は４気筒４サイクルエンジン、２
はエンジンの冷却水の温度を検出する水温センサ
である。３はスタータであり、３１はスタータス
イツチである。５はエンジン１の回転角度位置を
測定する回転センサであり、エンジン１が回転し
て上死点位置になつた時に上死点信号を発生し、
上死点位置からエンジン１回転を等分した一定角
度（本実施例では30度クランク角度、以下すべて
角度単位はクランク回転角度とする）回転する毎
に回転角度信号を発生する。１０は気化器、８は
制御コンピユータ６に内蔵された圧力センサであ
り、エンジン１の吸気マニホールド９から配管１
１により圧力が圧力入力口に伝達され、吸気マニ
ホールド圧力を測定する。４，７は本システムの
点火アクチユエータである。本実施例では、コイ
ルを２個用いたデイスレスダブルコイル方式を採
用しており、４が点火コイル、７がイグナイタで
ある。 制御コンピユータ６は、回転センサ５で発生さ
れる回転角度信号の時間間隔からエンジン回転数
を求め、又圧力センサ８の出力電圧から吸気マニ
ホールド圧力を計算して、エンジンの運転状態を
測定し、点火時期を制御する。又、エンジン始動
時は特定の点火時期に制御するため、スタータス
イツチ３１からスタータ３へ供給される電圧がス
タータ信号として、制御コンピユータ６に入力さ
れる。又、点火コイル４の通電時間をバツテリー
電圧に応じて変えるため、バツテリー電圧がバツ
テリー電圧信号として制御コンピユータ６に取込
まれる。１２は制御コンピユータ６の必要とする
電圧を車両が搭載するバツテリー１３の電圧から
生成する電源である。 第２図は上記制御コンピユータ６を詳細に説明
するためのブロツク図を示す。６０は点火時期を
算出する中央処理ユニツト（CPU）で16ビツト
構成のテキサスインスツルメント（TI）社製
TMS9900を用いている。７０は制御プログラ
ム、制御定数を記憶している読出し専用記憶ユニ
ツト（ROM）、６９はCPU６０が制御プログラム
に従つて動作中、制御データの記憶に使用される
一時記憶ユニツト（RAM）を示す。７１は目標
点火時期の２次元マツプを記憶しておく不揮発性
RAMで、イグニツシヨンスイツチを切つても
RAMの内容が残るように補助電源を持つRAMで
ある。 ６１は割込み制御部であり、３レベルの優先順
位をつけてCPU６０に割込みの発生を知らせ
る。本実施例の割り込み要因は、エンジンの回転
センサ５の回転角度信号発生による割込み、
CPU６０自身がデイジタル入出力ポート６４の
プログラム割込み出力ポートのレベルを“０”レ
ベルにして起すプログラム割込み、およびタイマ
ーが８ｍｓ経過するごとに起すタイマー割込みの
３種類がある。 タイマー部６２は８μｓのクロツク信号をカウ
ントする16ビツトのカウンタと回転センサ５の回
転角度信号が発生する毎にカウンタの値を格納保
持するラツチから構成される。従つて、回転角度
信号発生の割込み処理にて、CPU６０がクラン
ク角カウンタ部６３の値を読み出してエンジンの
回転角度位置を知るとともに、タイマー部６２の
ラツチの値を読出し、この操作を２つの回転角度
位置にて行い、ラツチの差を求めることにより、
２つの回転角度位置の間をエンジンが回転する時
間が測定でき、又エンジン回転数を測定できる。
クランク角カウンタ部６３は下位桁12進、上位桁
４進のカウンタであり、回転センサ５の回転角度
信号でカウントアツプし、上死点信号の発生の次
の回転角度信号が発生した時、このカウンタは値
「０」にリセツトされ、エンジン回転と同期がと
れる。従つて、クランク角カウンタの値をCPU
６０が読出すことにより、エンジン回転角度位置
を30度クランク角度単位で知ることができる。 デイジタル入出力ポート６４は論理信号の入出
力に使用されるポートであり、エンジン始動用の
スタータ３が作動中であることを示すスタータス
イツチ３１の信号を入力し、またプログラム割込
み信号を割込み制御部６１へ発生するのに使用さ
れる。エンジン冷却水温センサ２、吸気管圧力セ
ンサ８、バツテリー１３よりの各信号はアナログ
入力ポート６５でアナログデイジタル（Ａ／Ｄ）
変換され、DMA制御部６６によりRAM６９に
DMA転送される。したがつて本例では、CPU６
０はＡ／Ｄ変換に直接関与せず、計算上必要とな
つた時点でRAM６９のあらかじめ定められたア
ドレスをアクセスすれば、必要な最新Ａ／Ｄ変換
データを利用できる。なお、このシステムでは
DMA制御部６６を用いて必要に応じ操作パネル
６７を接続することにより、RAM６９へのデー
タの書き込み、ROM７０、RAM６９、不揮発
RAM７１のデータの読み出しが可能となる。ま
たCPU６０の状態（RUN、HOLD）を操作パネ
ル６７から制御できるようになつている。 以下上記各回路部のより詳細な内容を順次説明
していく。クランク角カウンタ部６３の詳細回路
図を第４図に示す。クランク角カウンタ部６３は
エンジンのクランクシヤフトの２回転に１回転す
る通常のデイストリビユータのシヤフトに取り付
けられた回転センサ５０，５１の信号によりクラ
ンクシヤフトの現在位置を12進数で示すものであ
る。回転センサ５のセンサ５１のクランク角信号
５ｂ（第３図ｂ）はローパスフイルタ１０６，１
０７及びトランジスタ１０９、シユミツト入力
NAND素子１１１により整形されＤ型フリツプフ
ロツプ１１４（例えばTI社製SN74LS74）に入力
される。フリツプフロツプ１１４はCPU６０か
らのクランク角READ命令によるデータ転送中に
カウンタ１２５の内容がカウントアツプにより変
化するのを防ぐためのもので、クランク角READ
中（信号端子４０１が論理“０”）はクランク角
信号５ｂの取込みクロツク４００の供給をAND
素子１１３により停止している。フリツプフロツ
プ１１４のＱ出力は同期式4bitカウンタ１２５
（例えばRCA社製CD4520B）のCK（クロツク）
端子に入力されている。このカウンタ１２５は３
進部の2bitカウンタと４進部の2bitカウンタを
NANDゲート１２８，１２４と直列接続したもの
で全体として（３×４＝）12進数のカウンタとし
て動作する。カウンタ１２５の内容はクランクシ
ヤフトの位置に対応し、クランク角信号５ｂのト
レーリングエツジ毎にカウントアツプされる。
CPU６０からのクランク角READ命令により、
カウンタ１２５の内容がバツフア１２６（例えば
TI社製SN74LS244）を通してデータバス４０４
に出力される。回転センサ５のセンサ５０の
TDC信号５ａ（第３図ａ）はクランクシヤフト
の＃１、４気筒のTDC位置を示す信号であり、
クランクシヤフト＃１、４気筒上死点を通過する
毎に、１パルスを出力している。このTDC信号
５ａはクランク角信号５ｂと同様に、抵抗１０
０、コンデンサ１０１、トランジスタ１０３、シ
ユミツト入力NAND素子１０５により波形整形さ
れ、Ｄ型フリツプフロツプ１１８（例えばRCA
社製CD4013B）のＤ（データ入力）端子に入力
される。フリツプフロツプ１１８のCK端子はク
ランク角信号が入力され、Ｑ出力はＤ型フリツプ
フロツプ１１９のＤ端子に接続されている。した
がつてTDC信号５ａが論理“１”に反転後の最
初のクランク角信号のトレーリングエツジでフリ
ツプフロツプ１１９，１２０、NAND素子１２１
により、１パルス（パルス幅はCK２信号４０７
の周波数で決まる）を発生させカウンタ１２５を
RESET（カウンタの内容＝“0000”）する。すな
わちTDCが“0000”に対応し、クランク角90゜
CAは“0100”に対応する。カウンタ１２５の
RESETは、システムのイニシヤライズ信号であ
るＴ、RESET信号４０２、及びCPU６０からの
RESET命令４０６からも行なわれる。尚、第４
図〜第１２図までの回路図で＊印のついたものは
TTL論理素子、その他の論理素子はＣ−MOS論
理素子を使用している。これはCPU６０が高速
で動作するため、インタフエースがＣ−MOSで
は時間的に無理がある為である。 次にタイマー部６２について第５図により説明
する。CPU６０から端子４００を介して供給さ
れる周波数3MHzのクロツクCK₁はＤ型フリツプ
フロツプ２００，２０１によつて３分周される。
このクロツクCK₂はさらに4bitカウンタ２０２に
供給され、８分周された後、8bitカウンタ２０８
にクロツクとして供給される。8bitカウンタ２０
７，２０８は16bitリアルタイムタイマーを構成
しており、０〜524280μｓまでの時間をカウント
する。このタイマーは端子４０３を通してクラン
ク角カウンタ部６３のクランク角パルスのリーデ
イングエツジにより8bitラツチ２０９，２１０
（例えばRCA社製CD4508B）にそのときの時間
（時刻）がラツチされる。ラツチされた時間は
CPU６０から端子４０８を通して送られるタイ
マーREAD命令によりバツフア２１１，２１２さ
らにデータバス４０４を通じてCPU６０に転送
される。フリツプフロツプ２０４，２０５は端子
４０３の信号のリーデイングエツジで２μｓの幅
のラツチ用ストローブパルスを出力する。３入力
AND２０６は16bitタイマー２０７，２０８のカ
ウントアツプ時とタイムラツチ時が重なるのを防
ぐためのもので、カウンタ２０２のLSB出力が
“０”のときはラツチのタイミングを最大１μｓ
遅らせている。 次に第６図を参考にして割込み制御部６１を説
明する。まず端子４０３よりクランク角信号が入
る度にギア割込フラグ（Ｄ型フリツプフロツプ）
３０２が“１”にSETされ、インバータバツフ
ア３０６をへて端子４４４を通してCPU６０に
割込み要求信号を出す。この割込みが受けつけら
れると後述するギヤ割込処理プログラムにより端
子４４０を通してCPU６０からギア割込フラグ
はresetされる。同様にギア割込プログラム中に
プログラム割込ポートが“１”にsetされると端
子４４１を通じてプログラム割込みフラグ（Ｄ型
フリツプフロツプ）３０１がsetされ、CPU６０
に割込み要求を送る。このフラグもCPU６０か
らの命令により端子４４２を通じてresetされ
る。さらにタイマー部６２の16bitタイマー２０
７，２０８から端子４１５を通じて供給された
8192ｍｓのクロツクにより８ｍｓ割込みフラグ
（Ｄ型フリツプフロツプ）がsetされ端子４４６に
よりCPU６０に割込み要求が伝えられる。すな
わちこの割込みは8192ｍｓごとに生じ、ソフトウ
エアのタイムベースとして使用される。この割込
みもCPU６０からの命令によりresetされる。 次にDMA制御部６６を第７図、第８図、第１
０図に示す。端子４０９，４１０，４１１，４１
２，４１３はCPU６０に対してプログラムの実
行を一時停止させるためのHOLD要求信号（端子
４３７）を作るためのもので第５図のタイマー部
６２からの出力信号が入力される。タイマー部６
２の16bitリアルタイムタイマー２０７，２０８
のビツト２（端子４１３）及びビツト３（端子４
１２）がともに“１”のときANDゲート６０３
の出力は“１”となる。すなわち第８図ｏに示す
ような波形となる。同様に３入力AND６０５の
出力は第８図ｐに示される通りである。なお、６
１８〜６２２，６４４〜６４６はCMOS入力保護
用の抵抗である。本例に示すDMAは８チヤンネ
ルをもつており、約１ｍｓごとに全てのチヤンネ
ルとRAM６９間のデータ転送を行なう。８チヤ
ンネルのうち最初７チヤンネル（第８図ｏで
CHO〜６）はＡ／Ｄ変換されたデータの転送用
であり最後の１チヤンネル（CH7）は操作パネル
６７とのデータ転送に用いられる。Ａ／Ｄ変換デ
ータの場合第８図ｏで、最初の96μsecでＡ／Ｄ
変換し次の32μsecでデータ転送する。ANDゲー
ト６０３が“１”になると、操作パネル６７から
コンピユータへの外部HOLD要求信号がない場合
（端子４２７が“１”）、ANDゲート６０５の出力
は“０”（したがつて６０８の出力が“１”）とな
るため、レジスタ６２４（例えばTI社製
74LS175）のＤ入力が“１”となる。レジスタ６
２４のCK入力が“１”となる。レジスタ６２４
のCK入力にはCPU６０から3MHzのクロツクが端
子４２６を通して供給されている。（第８図ｒ）。
レジスタ６２４のＤ入力が“１”に変化した直後
はレジスタ６２４のＱ出力が“０”であるため
ANDゲート６４２の出力が“０”、NANDゲート
６０１の出力が“１”となり、レジスタ６２４の
CK入力に3MHzクロツクがそのまま加わり、レジ
スタ６２４のＤ入力が“１”に変化した次のクロ
ツクで“１”がレジスタ６２４にとりこまれＱ出
力は第８図ｑに示すごとく“１”となる。６２４
のＱ出力が“１”になると、ANDゲート６４２
の出力が“１”に変化し、トライステート出力の
NANDゲート６４３（例えばTI社製74LS38）の
出力が“０”となり、CPU６０に対し、DMA開
始のためのHOLD要求信号（“０”）を出力する
（第８図ｔ参照）。CPU６０は端子４３１からこ
のHOLD要求信号をそのとき実行しているマシン
サイクルの終了後、受けつけ端子４２５に
HOLDA信号“１”を出力する第８図ｕ。端子４
３７が“０”でHOLD要求信号が出力されていて
HOLDA（端子４２５）信号が“１”になるまで
はNANDゲート６０１の出力が“０”の為、3M
Hzクロツク（端子４２６）はレジスタ６２５の
CK端子に供給されない。HOLDAが“１”にな
るとレジスタ６２５のCK端子にクロツクが入力
され、“１”がレジスタ６２５に取りこまれ、Ｑ
出力は“１”となる。さらに次のクロツクでレジ
スタ６２６のＱ出力が“１”、その次のクロツク
でレジスタ６２７の出力が“０”となる。レジ
スタ６２７の出力が“０”になるとNANDゲー
ト６４３の出力はハイインピーダンスとなり、
HOLD要求が解除され、DMAサイクルが完了す
る。HOLDA信号が“１”になると、ANDゲート
６３８が“１”となり、トライステート出力
NANDゲート６４１の出力が、HOLD要求信号
（）が“０”HOLDA信号が“１”期間中
だけ“０”となり第８図ｖに示すようにRAM６
９にメモリー使用選択信号（、４３６）
を出す。さらにレジスタ６２５のＱ出力が
“１”、レジスタ６２６の出力が“１”の時だ
け、ANDゲート６３９が“１”となり、CHO〜
CH6が選択されている間は３入力ANDゲート６
０５の出力は“０”であるから、インバータ６１
２の出力は“１”であり、トライステートNAND
ゲート６４０には第８図ｗに示すようにメモリの
RAM６９へのWRITE信号（、端子４３５）
が出力される。またメモリ使用選択信号
が“０”の間は、NANDゲート６２８の出力、す
なわちメモリーへのREAD信号（DBIN、端子４
３１）は“０”である。HOLDA信号が“１”の
間（DMAサイクル中）は、CPU６０は停止して
おり、、DBIN、等の制御ライン、
アドレスバス、データバスのCPU側からのドラ
イブは“ハイインピーダンス”状態にある。した
がつてこの間はDMA制御部６６からRAM６９に
対して直接データ転送を行なう。CH0〜CH6の
Ａ／Ｄ変換データの転送の場合、インバータ６０
６の出力は“１”であり、端子４２０、すなわち
NANDゲート６２９の出力には第８図ｖの
と同様な信号が出力され、その信号は第
９図のＡ／Ｄ変換データレジスタ５１８，５１９
第１０図Ａ／Ｄ変換アドレスレジスタ５３０，５
３１のストロープ入力に加えられている。つまり
が“０”の期間、Ａ／Ｄ変換されたデー
タはデータバス４０４上に出力され、またCH0〜
６に対応するアドレスがアドレスバス４４０上に
出力される。これらバス上に出力されたデータは
信号により、RAM６９に書き込まれる。操
作パネル１７からの外部HOLD要求信号（端子４
２７）がある。（“１”）場合にはCH0〜CH6の
Ａ／Ｄ変換DMAサイクルは行なわない。すなわ
ち、NANDゲート６０７の出力が“０”となり、
ANDゲート６０３の出力が“１”となつてもレ
ジスタ６２４のＤ入力は“０”の状態のままであ
るため、DMAサイクルは開始されない。次に操
作パネル６７とRAM６９とのデータ転送を行な
うCH7のDMAサイクルを説明する。端子４２８
は操作パネルからのＲ／、端子４２９はデータ
転送要求信号、端子４３０は連続READ信号、端
子４１４はタイマー部６２から供給される約128
ｍｓのクロツク信号が入力される。まず操作パネ
ル６７からRAM６９へデータ書込み要求が生じ
た場合、端子４２８，４２９，４３０は“０”と
なる。ANDゲート６０５及び６０３の出力が
“１”、（第８図ｏ，ｐ）となりCH7のDMAサイク
ルが開始される。レジスタ６１５，６１６によ
り、端子４２９の“１”から“０”への立ち上が
りで幅1.0ｍｓの正極性パルスがANDゲート６１
７の出力に一つ生じる。このパルスはNANDゲー
ト６０９で128μｓの負極性パルスとなり、
NANDゲート６０８、ANDゲート６０４をへて
レジスタ６２４のＤ入力に32μｓの正極性パルス
として入力される。操作パネル６７からRAM６
９へのWRITE要求の場合、、HOLDA、
、、DBINの各制御ラインは、前記
Ａ／Ｄ変換データのDMAデータ転送とまつたく
同様に駆動される。（第８図ｔ〜ｗ）さらに操作
パネル６７に対し、RAM６９に転送すべきアド
レス、データを格納しているレジスタの内容をそ
れぞれアドレスバス、データバス上に出力させる
信号端子４３４，４３２にが“０”の期
間、第８図ｘに示すように正極性のパルスを出力
する。操作パネル６７からRAM６９、ROM７０
に対するデータ読込み要求があつたときは、端子
４２９，４３０が“０”、４２８が“１”とな
る。この場合のDMAサイクルでは、コンピユー
タ制御ラインのうち信号（端子４３５）はメ
モリ使用選択信号（端子４３６）が
“０”である期間も“１”のままであるかわり
に、ANDゲート６１１の出力は“１”であるた
めDBIN信号（端子４３１）が“１”である。そ
の他の制御ライン、HOLDA、に
ついては、前記Ａ／Ｄ変換データの転送サイク
ル、操作パネル６７からのデータ書込みサイクル
と同様である。連続READ信号（端子４３０）が
“１”のときはNAND６１３の出力は128ｍｓのク
ロツクが発生する。これはNANDゲート６１４に
より、128ｍｓごとの操作パネル６７からRAM６
９、ROM７０に対するデータ読込み要求と等価
なので、128ｍｓに１回、RAM６９、ROM７０
から操作パネル６７へのDMAデータ転送サイク
ルが前記のごとく生じる。なお、操作パネル６７
よりのDMAサイクルは外部HOLD要求信号（端
子４２７）があつても実行される。 次にアナログ入力ポート６５について第９図を
参照しながら説明する。各センサーの入力端子の
すぐ後に接続された抵抗とコンデンサのフイルタ
ー５００〜５０６は、信号ラインに重畳している
雑音成分を除去するためのものである。３つのセ
ンサ入力は８チヤンネルのマルチプレクサ５１４
（例えばCD4051B）の入力（C0〜C2）にそれぞ
れ接続され、そのうちの１つの入力がアドレス入
力Ａ、Ｂ、Ｃのレベルにより選択される。すなわ
ち例えばＡ、Ｂ、Ｃが“０”、“０”、“０”のとき
CO入力が選ばれ、“１”、“０”、“０”のときC1
入力が選ばれる。マルチプレクサ５１４のアドレ
ス入力Ａ、Ｂ、Ｃはレベルコンバータ（例えば
CD40109B）５１５を経て、タイマー部６２のリ
アルタイマー２０７，２０８を接続されている。
したがつて128μｓごとにC0→C1→C2→……C0
と選択されるチヤンネルがスイツチされ、１つの
チヤンネルは１ｍｓに１回選択される。端子４１
２もリアルタイムタイマー２０７，２０８に接続
されており、64μｓのクロツクを発生する。すな
わちマルチプレクサ５１４のアドレスがスイツチ
されると同時に端子４１２は“０”から“１”に
立ち上がる。そのときインバータ５２０，５２
４、NAND素子５２３、抵抗５２１、コンデンサ
５２２により数μｓのＡ／Ｄスタートパルスが発
生し、逐次比較型Ａ／Ｄコンバータ５１７（例え
ばBur Brown社製ADC80AG）のCONV、CMD端
子に入力され、Ａ／Ｄ変換が始まる。マルチプレ
クサ５１４の出力にはアドレス入力Ａ、Ｂ、Ｃの
値に応じて選択された１つの入力がそのまま出力
されオペアンプ５１６（例えば日本電気製μ
PC151A）による電流増幅後、Ａ／Ｄコンバータ
５１７のアナログ入力端子に入力される。Ａ／Ｄ
コンバータ５１７はCONV、CMD端子に変換ス
タート信号が印加された後、約40μｓかけて前記
アナログ入力を12bitデイジタルデータに変換
し、B0〜B11に出力する。変換されたデイジタル
データは前記DMA制御部６６により、変換スタ
ート信号印加後96μｓ後に始まるDMAデータ転
送サイクルでRAM６９の選択されたチヤンネル
に対応するアドレスにB0〜B11の12bitデータが
バツフア５１８，５１９を通じて書き込まれる。 次に通電点火制御部６８を第１１図、第１２図
及び第３図により詳述する。CPU６０はクラン
ク角カウンタ部６３からの情報及びクランク角信
号が入る度に生じる割込み（ギア割込み）によ
り、クランクシヤフトの現在位置を360÷12＝30
（℃Ａ）の精度で認識している。プログラムによ
り計算された最適な通電時期、点火時期をどのよ
うにして実現するかを＃１、４気筒について説明
する。＃２、３気筒についても同様に説明でき
る。まず通電については最適通電角θを次式に示
すように分解する。 θ＝θ_１＋θ_２ τ＝τ（θ_２、Ｎ） (1) θ：通電角 θ_１：30℃Ａ単位でCPUの認識できる通電開始
クランク角（０〜11×30℃Ａ）すなわち回転角
センサー５の各ギア位置と対応 θ_２：30℃Ａ以下の端数 τ：30℃Ａ以下の端数θ_２をそのときの回転数Ｎ
に基づき８μｓの単位で時間に換算したもの。 そして、上式により算出されたギア位置θ_１よ
り１つ手前のギア位置（θ_1-1）で生じた前記ギア
割込みにおいてCPU６０は第３図ｃの如く
＃１、４コイル通電命令（端子４５３）及び通電
ダウンカウンタ値セツト命令（端子４５０）を出
力する。また端子４５０に印加されたパルスによ
り、そのとき同時にデータバス４０４にCPUか
ら出力されたτの内容が16bit通電ダウンカウン
タ９００，９０１にセツトされる。９００，９０
１はそれぞれ8bitのダウンカウンタ（例えばRCA
社製CD40103B）で直列に接続して16bitダウンカ
ウンタを構成している。この16bitのダウンカウ
ント値は８μｓの精度で０〜0.52428secの値が可
能である。したがつて3rpm程度の回転数までオ
ーバーフローなしに１義的にダウンカウントが可
能である。フリツプフロツプ９０９がセツトされ
ると出力は“０”となりNANDゲート９１０の
出力、すなわちＤ型フリツプフロツプ９１１のＤ
入力は“１”となる。フリツプフロツプ９１１の
CK（クロツク）入力は端子４０３を通してクラ
ンク角信号に接続されているので、＃１、４コイ
ル通電命令及び通電ダウンカウンタ値セツト命令
の出力後、次のクランク角パルスでフリツプフロ
ツプ９１１はセツトされる。第３図ｄはフリツプ
フロツプ９１１のＱ出力の信号波形を示す。フリ
ツプフロツプ９１１がセツトされると出力は
“０”となるのでダウンカウンタ９００，９０１
はダウンカウント可能となり、又４ビツト分周期
９２５のリセツト入力を解除するのでダウンカウ
ンタ９００，９０１のCK入力にダウンカウント
用クロツクが供給され、カウントが開始される。
分周器９２５（例えば、RCA社製CD4520B）は
タイマー部６２の4bitダウンカウンタ２０２から
端子４４５により２μｓのクロツクの供給を受
け、これを４分周して８μｓのダウンカウントク
ロツクを発生させている。リアルタイムタイマー
２０７，２０８から直接８μｓのクロツクを利用
していないのは、精度、特にτ＝０、１のときの
精度を確実にするためである。さて16bitダウン
カウンタ９００，９０１がダウンカウントを終了
すると、その終了信号“０”がダウンカウンタ９
００のCO／ZD端子から出力されインバータ９０
４、ANDゲート９０６、NANDゲート９０７、
NANDゲート９１５をへて、フリツプフロツプ９
０９，９１１をリセツトし（第３図ｄ参照）、さ
らにインバータ９１４をへてダウンカウンタ９０
０，９０１をリセツトするのでCO／ZD端子は再
び“１”にもどる。したがつてANDゲート９０
６の出力、すなわち端子４５６には第３図ｅに示
すようなパルスを出力する。又、フリツプフロツ
プ９１１の出力は“１”となるのでダウンカウ
ンタ９００，９０１のカウントはストツプし、カ
ウントダウンクロツクの供給もストツプする。な
お、ANDゲート９０６のもう一方の入力にはダ
ウンカウントクロツクをインバータ９０５で反転
したものが印加されており、ANDゲート９０６
の出力はダウンカウント終了信号より４μｓ遅れ
で“１”となる。これはカウントダウンクロツク
印加直後、ダウンカウント９００のCO／ZD端子
に生じる可能性のある負極性のパルス（200ns程
度）による誤動作を防止するためのものである。
ANDゲート９０６の出力パルスは端子４５６を
通して第１２図のANDゲート９３３，９３５に
加わる。今、第１１図のフリツプフロツプ９０９
のＱ出力はＲ（リセツト）入力が“１”に反転す
るまで“１”であり、第１２図のANDゲート９
３３の入力は端子４５７により、フリツプフロツ
プ９０９のＱ出力に接続されているのでANDゲ
ート９３３の出力には端子４５６に印加されたパ
ルスがそのまま生じ、＃１、４コイル（コイル
Ｂ）制御フリツプフロツプ９３８がセツトされ
る。フリツプフロツプ９３８の出力が“１”に
変化すると、インバータバツフア９３９の出力は
“０”、したがつてトランジスタ９４２，９４７は
OFF、トランジスタ９５２はONとなり第１イグ
ナイタ８０の入力端子とGND端子８２間に電流
が流れ、＃１、４気筒用のコイルは通電を開始す
る。なお、ダイオード９４８，９５３はトランジ
スタ保護用であり、抵抗９４０，９４１，９４３
〜９４６，９４９〜９５１，９５４は点火ノイズ
の減衰のためのソリツド抵抗である。第１１図の
NANDゲート９０７の一方の入力は分周器９２５
の２μｓのクロツクを供給する端子に接続されて
いる。したがつてANDゲート９０６の出力が
“１”に変化しても、ダウンカウンタ９００，９
０１、フリツプフロツプ９０９，９１１のリセツ
トは２μｓだけ遅れて実施される。これはフリツ
プフロツプ９３８のセツトパルスのパルス幅を確
保するためである。点火角（時期）θBXについ
ても(1)式と同様に分解する。 θBX＝θBX₁＋θBX₂ τｘ＝τｘ（θBX₂、Ｎ） (2) θBX：＃１、４コイル（コイルＢ）の点火角 θBX₁：30℃Ａ単位でCPUの認識できる点火クラ
ンク角、（０〜11×30℃Ａ） θBX₂：30℃Ａ以下の端数 τｘ：30℃Ａ以下の端数θBX₂をそのときの回転
数Ｎに基づき８μｓの単位で時間に換算したも
の (2)式で算出されたギア位置（θBX₁）より１つ
手前のギア位置（θBX_1-1）にエンジンのクラン
クシヤフトが到達したとき生じる回転センサ５
（センサ５１）のクランク角信号５ｂの立ち上が
りによるギア割込みでCPU６０は点火命令（端
子４５４、第３図ｆ）を出力し、16bit点火ダウ
ンカウンタ９０２，９０３にτｘを設定する。ク
ランクシヤフト位置がθBX₁に到達するとフリツ
プフロツプ９２２がセツトされる。16bitダウン
カウンタ９０２，９０３は８μｓのクロツクでダ
ウンカウントを開始し、ダウンカウントが終了す
ると同時に第３図ｈに示すような正極性パルスが
端子４５９に生じる。第３図ｇはフリツプフロツ
プ９２２のＱ出力の波形であり、ダウンカウント
中のみ“１”となる。第１２図のデコーダ９３０
（例えばRCA社製のCD4556B）のＡ、Ｂ入力はそ
れぞれ第４図のクランク角カウンタ部６１のカウ
ンタ１２５の上位２ビツト（ビツト２、３）に端
子４０５を介して接続されている。したがつてク
ランク角が０〜90℃Ａ、270〜360℃Ａのとき、
NANDゲート９３１の出力が“１”に、90〜270
℃ＡのときNANDゲート９３２の出力が“１”と
なる。＃１、４気筒の点火クランク角は通常290
〜360℃Ａであり、＃２、３気筒の点火クランク
角は110〜180℃Ａである。したがつて点火につい
ては、CPUからの識別信号がなくても、どちら
のコイルの点火命令かは上記のごとく、クランク
角がわかれば、特定できるわけである。さて今の
場合NANDゲート９３１の出力の方が“１”とな
りANDゲート９３４の出力に端子４５９からの
パルスが生じフリツプフロツプ９３８をリセツト
し出力は“１”に第３図ｉに示すように変化す
る。したがつてトランジスタ９４２，９４７が
ON、トランジスタ９５２がOFFとなり、第１イ
グナイタ８０の入力端子とGND端子８２間に流
れている電流は遮断され、＃１、４気筒のうちい
ずれか圧縮工程にある気筒の点火プラグに高圧が
発生し、点火が行なわれる。以上＃１、４気筒用
のコイルＢイグナイタ信号について説明したが
＃２、３気筒用のコイルＡイグナイタ信号につい
ても全く同様にして制御される。 以上で本発明を適用した制御システムのハード
ウエアの説明を終了し、以下制御アルゴリズムす
なわちソフトウエアを説明する。 本例のシステムは、それぞれ優先順位をもつ３
つの割込みを持つ。それを第１表に示す。３つの
割込みは優先レベルの高い順に、ギア割込み、プ
ログラム割込み、８ｍｓ割込みである。メインル
ーチンはこれら各割込み処理中でないときに実行
され、計４階層の処理で構成される。

【表】 以下、各プログラム処理について順次説明す
る。第１３図にギア割込み処理ルーチンのフロー
チヤートを示す。ギア割込みは最も優先順位の高
い割込みで、最優先に処理される。このギア割込
みの起動は、前記の第６図に示す割込み制御部６
１の端子４４４からのクランク角パルスによつて
行なわれる。したがつてギア割込みは、＃１気
筒、又は＃４気筒の上死点位置を０度として30度
クランク角度毎に発生する。起動されるとステツ
プ1100でギア割込みをリセツト（第６図のフリツ
プフロツプ３０２のリセツト）し、ステツプ1200
で第４図に示すクランク角カウンタ部６３のクラ
ンク角カウンタ１２５のREAD操作により、
CPU６０は現在のクランク位置を読み取り、エ
ンジンの回転角度位置を知る。ステツプ1300の通
電処理で後述するプログラム割込みのステツプ
2140で計算された通電点火制御データに従つて、
通電点火制御部６８にデータを設定して通電点火
制御をする。次にステツプ1400の固定位置処理で
は決められた固定のクランク位置での処理を行
う。 第１４図に通電点火処理ルーチン1300のフロー
チヤートを示す。ステツプ1305で２つの点火コイ
ルのうち、後述のプログラム割込みのステツプ
2140で求まるコイルＡの通電開始用ダウンカウン
トを開始する角度と、ステツプ1200で求めた現在
のクランク角度位置とを比較して、一致したなら
ばステツプ1310で第１１図のコイルＡ通電用のダ
ウンカウンタ９００に初期値を設定すると同時
に、コイルＡ通電命令が出力される。このダウン
カウンタは８μsecのクロツク信号でダウンカウ
ントして「０」になつたとき、コイルＡの通電信
号を“０”にして通電を開始させる。ステツプ
1315ではコイルＡの点火用ダウンカウントを開始
する角度と、ステツプ1200で求めた現在のクラン
ク角度位置を比較して、一致したならばステツプ
1320で第１１図のコイルＡ点火用ダウンカウンタ
９０２に初期値を設定すると同時に、コイルＡ点
火命令が出力される。このダウンカウンタ９０２
は８μsecのクロツク信号でダウンカウントして
「０」になつた時、点火コイルの通電を停止する
ことが点火に相当するので、コイルＡ通電信号を
論理“１”にして点火コイルＡの通電が停止され
る。コイルＢについてもステツプ1325、1330、
1335、1340で同様に通電点火制御が行われる。 次に固定位置処理ステツプ1400がどの回転角度
位置で行われるかを第１５図に示す。通電点火処
理ステツプ1300がプログラム割込みで計算した値
によつて実効的に処理が働く角度位置が変動する
のに対して、固定位置処理ステツプ1400は定めら
れた角度位置で処理が行われる。クランク角度０
度、180度で、180度クランク角度を回転するのに
要する回転時間の計測、吸気管圧力の計測、プロ
グラム割込みの発生を行い、その他の角度では何
もせずに処理を終了する。この処理を詳細に説明
するとステツプ1410で回転角度を判断し、０度、
180度の時はステツプ1411に進み180度回転時間の
計測を行う。第５図のタイマー部６２を使用した
ラツチされているリアルタイムタイマー値をステ
ツプ1411で取込み、ステツプ1412で前回取込まれ
た（180度前）タイマー値をTp₁とすると180度回
転時間Tmは、 Tm＝Tp₂−Tp₁ (3) で求められる。ステツプ1413ではTp₂の値をTp₁
に移しておく。ステツプ1414では吸気脈動対策の
ために、吸気管圧力のＡ／Ｄ変換値を取込む。
又、ステツプ1415ではデイジタル入出力ポート６
４のプログラム割込み出力ポートをレベル“０”
にした後、再びレベル“１”にしてプログラム割
込み信号を発生させ、プログラム割込み処理ルー
チンを起動する。 次に第１６図にプログラム割込み処理ルーチン
を示す。まずステツプ2100では第６図に示す割込
み制御部６１の端子４４２にリセツト信号を印加
してフリツプフロツプ３０１をリセツトし、プロ
グラム割込み要求信号端子４４５を“１”にもど
す。次にステツプ2111に進み、前記ギア割込み処
理ルーチンでもとめた180度回転時間を(4)式によ
り回転数Ｎに変換する。 Ｎ（r.p.m）＝10⁷×３／Ｔｍ（μｓ） (4) ステツプ2112では前記ギア割込み処理ルーチン
でクランク角度０度、180度で取込んだ吸気管圧
力のＡ／Ｄ変換値Vpmを(5)式により吸気管圧力
Pm（mmHg単位） Pm＝A₁×Vpm＋A₂ (5) A₁、A₂：変換係数 に変換する。ステツプ2120では第１図に示すスタ
ータスイツチ３１からの信号を調べ、ONならば
ステツプ2150で固定進角10度を最終点火角θｘと
してステツプ2140に移り、通電点火制御部６８へ
の出力値計算を行う。またスタータ作動時でない
時は、ステツプ2130に進み、最終点火時期θｘを
もとめ、同様にステツプ2140で通電点火時期制御
部６８への出力値計算を行う。 ここで第１７図に、あるアクセル開度の点火時
期とエンジン回転数の関係を示す。点火時期は上
死点前角度（゜BTDC）で表現されており、値が
大きい程進角している。アクセル開度α_１はアク
セル全開に近い状態を示し、θM₁はアクセル開
度α_１におけるエンジン出力を最大限に発揮させ
る最適点火時期（MBT）である。この最適点火
時期がトルク、燃料消費率の点で最良である。α
_２はアクセル開度の少ない場合のグラフである。 第１８図は第２図の不揮発RAM７１に位置さ
れている２次元の進角マツプTmapで、以下の様
な構成になつている。横軸はエンジン回転数Ｎで
あり1000r.p.m以下の低回転域では横軸に対応す
る欄番号Ｘに対して、エンジン回転数Ｎの増分は
小さく全体に単一の１次関数型にはなつていな
い。Tmapの縦軸は吸気管出力Pmであり、縦軸
に対応する行番号Ｙに対して比例関係になつてい
る。このTmapは後述のフイードバツク学習処理
で常に書き換えられ、最大トルクかつ燃料消費率
の最低の点火時期になつている。まずステツプ
2130の点火時期計算の詳細を第１９図で説明す
る。ステツプ2131では回転数Ｎから欄番号Ｘへ(6)
式に従つて変換する。 Ｘ＝０（Ｎ＜500r.p.m） Ｘ＝xi＋△Ｘ (6) △Ｘ＝Ｎ−Ｎｘｉ／Ｎｘｉ＋１−Ｎｘｉ（Nxi≦Ｎ＜Nxi
＋１） Ｘ＝15（Ｎ≧6000r.p.m） ここで、NxiはＮを越えない最大のマツプ横軸
に指定された回転数、xiはNxiに対応する欄番号
で整数、Ｘの小数点部はマツプの横軸に指定され
た回転数の中間の回転数であることを示す。 またステツプ2132で吸気管圧力Pmから行番号
Ｙへ(7)式に従つて変換される。 Ｙ＝０（Pm＜85mmHg） Ｙ＝yi＋△Ｙ (7) △Ｙ＝Ｐｍ−Ｐｍｙｉ／Ｐｍｙｉ＋１−Ｐｍｙｉ（Pmyi
≦Pm＜Pmyi＋ １） Ｙ＝15（Pm≧760mmHg） ここで、PmyiはPmを越えない最大のマツプ縦
軸に指定された吸気管圧力、yiはPmyiに対応す
る行番号で整数、Ｙの小数点部はマツプの縦軸に
指定された吸気管圧力の中間の圧力であることを
示す。 ステツプ2133ではＸ、Ｙに対応して進角マツプ
（Tmap）より進角値θmapを(8)式により４点補
間して求める。 θmap＝（１−△Ｘ）・（１−△Ｙ）・Tmap（xi、yi）＋（１−△Ｙ）・△Ｘ・Tmap（xi＋１、yi） ＋△Ｙ・（１−△Ｘ）・Tmap（xi、yi＋１）＋△Ｙ・△Ｘ・Tmap（xi＋１、yi＋１） (8) ただし、Ｘ＝xi＋△Ｘ（０≦△Ｘ＜１） Ｙ＝yi＋△Ｙ（０≦△Ｙ＜１） ステツプ2134ではイグナイタによる点火信号の
遅れをクランク角度に換算し、点火遅延角（θ
DLY）とする。関係式は(9)式の通りである。 θDLY＝tDLY×180（度CA）／Tm（μｓ） (9) tDLY：イグナイタによる点火信号の遅れ時間
（40〜100μｓ） Tm：180度回転時間（μｓ） 次にステツプ2135ではMBTフイードバツク制
御を行う。まず、MBTフイードバツクの制御を
説明する。本実施例は目標点火時期の近傍で運転
させた場合、連続して運転された３点の点火時期
（ベース、アドバンス、リタード）での回転数を
比較して、さらに最適点火時期に近づけるように
制御している。ここで３点の点火時期でベースと
は前記ステツプ2133で求まる点火時期で、その点
火時期に△θ（通常２゜〜３゜）だけ進角させた
のがアドバンス、△θだけ遅角させたのがリター
ドである。このようにベース、アドバンス、リタ
ードと進角値をふることをデイザーと呼ぶ。これ
ら各々３点で所定時間（例えば40〜60点火分）運
転させた時の終わりに近い期間における回転数を
NBA、NAD、NRT（クロツクパルス数で表わし
たもの）とする。つまり、ａ／NBA、ａ／
NAD、ａ／NRT（ａは定数）が回転数である。
例えば、第２０図の状態のように目標点火時期
θ_０がエンジンのトルクを最大限に発揮させ得る
最適点火時期（MBT）より遅角側に存在すると
きは、NAD＜NBA＜NRTの関係が成り立ち進角
側に点火時期を制御する必要がでてくる。また、
状態のようにMBTより進角側に存在するとき
は、NRT＜NBA＜NADの関係が成り立ち、遅角
側に制御する必要がでてくる。一定点火回数づつ
のベースの点火時期、アドバンスの点火時期、リ
タードの点火時期の１周期を１フイードバツク周
期とする。 第１８図のMBT進角マツプの一部分を第２１
図に示す。例えばある運転状態（2000r.p.m、
400mmHg）の点のフイードバツクエリアを回転数
1750r.p.mから2250r.p.m、吸気管圧力377.5mmHg
から422.5mmHgまでとする。この実施例では、１
フイードバツク周期中の運転状態がＡ点から始ま
つてＢ点で終ると仮定する。この間に始点である
Ａ点を含むフイードバツクエリアのまわり８点の
フイードバツクエリア（回転数1250r.p.mから
2750r.p.m、吸気管圧力332.5mmHgから467.5mm
Hg）の範囲で運転状態の変化があれば、定常と
判断する。また、フイードバツクエリアからはず
れた運転状態（Ｃ点）が一度でもあれば非定常と
判定し、この場合はＣ点を中心として８点のフイ
ードバツクエリア（回転数1750r.p.m.から3250r.
p.m、吸気管圧力232.5mmHgから377.5mmHg）を
新たに定常範囲として始め（ベース）から制御を
やり直す。 １フイードバツク周期中、運転状態が定常であ
れば、最も多く運転した（最も使用頻度が高い）
フイードバツクエリアを算出し、後述のフイード
バツク時にその８つのエリアの点の点火時期を進
角または遅角させて修正する。また最も多く運転
したフイードバツクエリアが１フイードバツク周
期中の60％以上存在しなければ修正しない。回転
数と吸気管圧力に対するあるエンジンの軸出力最
大の最適点火時期は第２２図に示すような特性で
あり、求まつた代表点Ｅの点火時期のまわり８点
｛例えば第２３図で2000r.p.m、400mmHgが代表点
であるとすると、低圧力、低回転から順にa₁
（1500r.p.m、355mmHg）、a₂（1500r.p.m、400mm
Hg）、a₃（1500r.p.m、445mmHg）、a₄（2000r.p.
m、355mmHg）、a₅（2000r.p.m、455mmHg）、a₆
（2500r.p.m、355mmHg）、a₇（2500r.p.m、400mm
Hg）、a₈（2500r.p.m、445mmHg）の各８点｝
は、(10)式により修正して近づける。 Ｅの修正量 △Ｔ a₁の修正量△T₁＝0.15×△Ｔ a₂ 〃 △T₂＝0.10×△Ｔ a₃ 〃 △T₃＝0.05×△Ｔ a₄ 〃 △T₄＝0.20×△Ｔ ……(10) a₅ 〃 △T₅＝0.10×△Ｔ a₆ 〃 △T₆＝0.40×△Ｔ a₇ 〃 △T₇＝0.20×△Ｔ a₈ 〃 △T₈＝0.15×△Ｔ このようにして、すみやかに各運転状態の点火
時期を最適値に修正することができる。 また、アイドル域は最適点火時期まで制御する
と失火が発生することがあり、高負荷域ではノツ
キングが発生しエンジンに悪影響を与えたりノツ
キング音が運転者に騒音となつて不快を感じるこ
とがあるので、これらの領域ではフイードバツク
制御をしないようにしている。 次に第１９図のMBTフイードバツクステツプ
2135の詳細な説明を第２４図に示す。ステツプ
2141では第１８図のマツプのどのフイードバツク
エリアに対応するかを第２１図で説明した様に、
回転数Ｎに対応する欄番号Ｘと吸気管圧力Pmに
対応する行番号Ｙを算出する。ステツプ2142では
後述のメインルーチンのステツプ4200で求まる水
温が70℃より高温だつたら、ステツプ2143へ低温
なら2180に進む。ステツプ2143ではステツプ2141
で求まつたマツプエリアがフイードバツクする範
囲であるか否かを判断する。例えば進角をMBT
に合致させるとアイドル域では失火したりし、高
負荷域ではノツクゾーンに入りかえつてエンジン
に悪影響を与えたりする。それを防ぐために、あ
らかじめ第１８図のマツプと同じきざみのフイー
ドバツク判断テーブルを用意して、フイードバツ
クするエリアは０、フイードバツクしないエリア
は０以外の数をセツトしておき、０のエリアでは
フイードバツクし、０でないエリアではフイード
バツクを中止するように制御している。 ステツプ2143では前述ステツプ2141で求まつた
Ｘ、Ｙのエリアがフイードバツクエリアかどうか
判断し、フイードバツクエリアならばステツプ
2144へ、フイードバツクエリアでない時はステツ
プ2180にそれぞれ分岐される。ステツプ2144は前
述した定常か非定常かを判断するステツプであ
る。第２１図で説明したように定常範囲であると
判断されたならば、ステツプ2145からステツプ
2148はスキツプされ、ステツプ2149に移る。非定
常と判断された場合は、ステツプ2145からステツ
プ2148で初期化される。ステツプ2145ではその時
の欄番号Ｘと行番号Ｙの値をおのおのxi、yiに移
す。次回からはこのxiとyiが中心となつて定常、
非定常の判断をする。ステツプ2146では点火回数
を数えるカウンタｎ１を０にセツトし、ステツプ
2147ではデイザーフラツグFDSRをFDSR＝−
１、デイザー進角θDSRを０℃Ａ（θDSR＝
０）にセツトし、再びベースの点火時期より制御
を開始する。ステツプ2148ではおのおのベース、
アドバンス、リタードでのタイマーカウント値
NBA、NAD、NRTを０にセツトする。 次にステツプ2149では、ステツプ2190にて１フ
イードバツク周期中の最も使用頻度の高い２次元
マツプの運転領域を検出するために、前期Ｘ、Ｙ
の使用回数をおのおのカウントする。カウントす
るのはxi、yiを中心としたまわり８点｛（xi−
１、yi−１）、（xi−１、yi）、（xi−１、yi＋１）、
（xi、yi−１）、（xi、yi＋１）、（Xi＋１、yi−
１）、（xi＋１、yi）、（xi＋１、yi＋１）｝である。
ステツプ2142と2143で分岐したステツプ2180から
2182では、前記ステツプ2146から2148までと同
様、制御をベースにして初期化する。そしてフイ
ードバツクをせずに、このMBTフイードバツク
処理を終了する。 次にステツプ2149以後は第２５図に示す。ステ
ツプ2149では現在ベース、アドバンス、リタード
のどの状態にあるかを判断し、おのおのその状態
中のクロツクパルスをカウントする。まず、
FDSR＝−１すなわちベースである時はステツプ
2150に、FDSR＝０すなわちアドバンスである時
はステツプ2160に、FDSR＝１すなわちリタード
にある時はステツプ2170に進む。 ここで第２６図は本発明になる方法を用いて点
火時期を制御したときの回転数の変化を示す。目
標点火時期θＢに対して進角させた点火時期θＡ
と遅角させた点火時期θＲに対応する回転数（平
均値が、）は図に示す様に徐々に変化し、
所定時間TBA、TAD、TRTの終りの部分で検出
するのが最も有利であることがわかる。ここで、
θＢとθＡの差又はθＢとθＲの差は、回転変動
によるサージングが問題なく、かつ回転数の変化
（約1r.p.m）を検出できる量として２゜〜３℃Ａ
とする。また各点火時期（θ_B、θ_A、θ_R）の期
間Ｔ_BA、Ｔ_AD、Ｔ_RTは共に等しく、Ｋ＝40〜60点
火に相当する期間とする。 第２７図は４気筒エンジンの各気筒間の回転数
の変化をθ_Bとθ_Aについて表示したものである。
回転数は気筒間で数r.p.mから数十r.p.mのバラ
ツキが出てくる。この原因は気筒間に軸出力の差
等があるためである。この問題は使用エンジンの
気筒数の整数倍の点火に要する期間ｔの平均回転
数を検出することにより解決でき、本実施例では
４点火に相当する期間で検出している。 第２５図に戻り、最初にステツプ2150からのベ
ースについて説明する。ステツプ2150では点火回
数n₁が最後の４点火（Ｋ−４）以上か否かを判断
して、以上ならばステツプ2151へ、以上でなけれ
ばステツプ2152に分岐する。ステツプ2151では
180゜回転時間Tmとベースの最後の４点火分タ
イマーカウント値Ｎ_BAをＮ_BAに加算する。ステツ
プ2152ではデイザー進角を０℃Ａ（θ_DSR＝０）
にセツトし、ステツプ2153で指定点火数Ｋになる
までを計数するカウンタをカウントアツプする。
つまりn₁＝n₁＋１式を実行する。これをＫ点火分
（40〜60点火分）繰り返す。ステツプ2154でn₁＝
ＫすなわちＫ点火分のクロツクパルスをカウント
したならば、ステツプ2155でそのカウンタ値を０
に戻し、ステツプ2156で次のアドバンスに制御を
移すためにＦ_DSR＝０（アドバンス）にセツト
し、デイザー進角θ_DSRを△θ進角させるために
θ_DSR＝△θにセツトする。その他の時はステツ
プ2155、2156の処理はスキツプする。 ステツプ2149′でＦ_DSR＝０のアドバンスのとき
はステツプ2160に進む。ステツプ2160ではステツ
プ2150と同様に、最後の４点火分のみ次のステツ
プ2161を実行する。ステツプ2161ではステツプ
2151と同様に180゜回転時間Tmをアドバンスの
最後の４点火分のタイマーカウント値Ｎ_ADに加算
し再びＮ_ADとする。ステツプ2162ではデイザー進
角を△θさせるために、θ_DSR＝△θにセツトす
る。ステツプ2163はステツプ2153と同様にn₁をカ
ウントアツプし、ステツプ2164ではn₁＝Ｋすなわ
ち、最後の４点火分のクロツクパルスをカウント
したか否かを判別し、ステツプ2165でそのカウン
タ値を０に戻す。ステツプ2166では次のリタード
の状態に制御を移すためにＦ_DSR＝１（リター
ド）にセツトし、デイザー進角θ_DSRを△θ遅角
させるために、θ_DSR＝−△θにセツトする。そ
の他の時は、ステツプ2165、2166の処理はスキツ
プする。 ステツプ2149′にてＦ_DSR＝１のリタードの時は
ステツプ2170に進む。このステツプ2170もステツ
プ2150と同様に最後の４点火分のみ次のステツプ
2171を実行する。ステツプ2171ではステツプ2151
と同様に180゜回転時間Tmをリタードの最後の
４点火分タイマーカウント値Ｎ_RTに加算しＮ_RTと
する。ステツプ2172ではデイザー進角を△θ遅角
させるために、θ_DSR＝−△θにセツトする。ス
テツプ2173ではステツプ2163と同様にn₁をカウン
トアツプする。ステツプ2174でn₁＝Ｋすなわち最
後の４点火分のクロツクパルスをカウントしたな
らば、ステツプ2175ではそのカウンタ値を０に戻
す。ステツプ2176では次のベース状態に制御を移
すために、FDSR＝−１（ベース）にセツトし、
またデイザー進角θ_DSRも０にセツトする。その
他の時はステツプ2175、2176の処理はスキツプす
る。 ここで第２８図のステツプ2190に進み前記ステ
ツプ2149をもとに１フイードバツク周期（ベー
ス、アドバンス、リタード）中で最も使用頻度の
高い２次元マツプの領域を算出し、その欄番号を
XM、行番号をYMとする。ステツプ2191ではこ
の最も使用頻度の高い領域が１フイードバツク周
期の例えば60％以上存在したか否かを判定し、存
在したならばステツプ2192に進む。60％以下の場
合はステツプ2198に進み修正は行わない。例えば
第２０図の状態のように点火時期がその時の機
関状態における機関出力を最大限に発揮させ得る
最適点火時期より遅角側に存在するときで、かつ
機関運転状態に変化がない場合において、上述の
処理ステツプのごとく、まずデイザー進角θ_DSR
＝０で点火したときは、回転数はａ／Ｎ_BA（ただ
しａは定数）となり、次にベースよりアドバンス
側の点火時期θ_DSR＝△θで点火した時の回転数
はａ／Ｎ_ADとなり、次にリタード側の点火時期θ
_DSR＝−△θで点火した時の回転数はａ／Ｎ_RTと
なつて、回転数を比較するとａ／Ｎ_RT＜ａ／Ｎ_BA
＜ａ／Ｎ_ADつまりＮ_AD＜Ｎ_BA＜Ｎ_RTとなる。従つ
て、Ｎ_AD＜Ｎ_BA＜Ｎ_RTなる関係が成立するとき
は、これをステツプ2192にて判別して、ステツプ
2193に進み修正進角Ｔ＝△Ｔ（例えば１゜〜２℃
Ａ）とする。なお、Ｎ_AD＜Ｎ_BA＜Ｎ_RTが成立しな
いときはステツプ2194に進む。また例えば第２０
図の状態のように点火時期がトルクを最大限に
発揮させ得る最適点火時期より進み側にある時
は、逆にａ／Ｎ_AD＜ａ／Ｎ_BA＜ａ／Ｎ_RTつまりＮ
_RT＜Ｎ_BA＜Ｎ_ADとなる。従つて、Ｎ_RT＜Ｎ_BA＜Ｎ
_ADが成立したときはステツプ2194にて判別してス
テツプ2195に進み、修正進角Ｔ＝−△Ｔとする。
Ｎ_AD＜Ｎ_BA＜Ｎ_RTおよびＮ_RT＜Ｎ_BA＜Ｎ_ADの関係
が成立しない時はステツプ2198に進み修正は行な
わない。Ｎ_AD＜Ｎ_BA＜Ｎ_RTおよびＮ_RT＜Ｎ_BA＜Ｎ
_ADなる関係が成り立つた時はステツプ2196に進
み、前記ステツプ2190で求めた最も使用頻度の高
い前記マツプの領域のXM、YM進角値をＮ_AD＜
Ｎ_BA＜Ｎ_RTの時は△Ｔ進角させ、Ｎ_RT＜Ｎ_BA＜Ｎ
_ADの時は△Ｔ遅角させるように第１８図のTmap
を書き換える。ステツプ2196ではこの領域のまわ
り８点（第２３図a₁〜a₈点）を以下の様に補正す
る。 a₁の修正量△T₁＝0.15×△Ｔ a₂ 〃 △T₂＝0.10×△Ｔ a₃ 〃 △T₃＝0.05×△Ｔ a₄ 〃 △T₄＝0.20×△Ｔ a₅ 〃 △T₅＝0.10×△Ｔ a₆ 〃 △T₆＝0.40×△Ｔ a₇ 〃 △T₇＝0.20×△Ｔ a₈ 〃 △T₈＝0.15×△Ｔ 次にステツプ2198でおのおののクロツクパルス
数（Ｎ_BA、Ｎ_AD、Ｎ_RT）を０にする。以上で第１
９図のステツプ2135のMBTフイードバツク計算
を終了する。そして第１９図のステツプ2136で最
終点火時期θ_Xを(11)式により計算する。 θ_X＝θmap＋θ_DLY＋θ_DSR ……(11) 以上で点火時期の算出は終了し、第１６図のス
テツプ2140で後述する８ｍｓ割込み処理ルーチン
で計算するコイル通電時間Ｔ_ONとエンジン回転数
Ｎによりコイル通電角度を計算する。また最終点
火時期θ_Xから通電開始角度θ_ONを求め、前記コ
イルＡ，Ｂについて通電開始クランク角度のダウ
ンカウント値、点火クランク角度のダウンカウン
ト値を求め、前述のギア割込みルーチンのステツ
プ1300の通電、点火処理に使用する。スタータ作
動時のステツプも同様の処理である。 以上でプログラム割込み処理を終了する。 第２９図に８ｍｓ割込み処理ルーチンのフロー
チヤートを示す。ステツプ3100で第６図に示す割
込み制御部６１の端子４４３にリセツト信号を印
加し、フリツプフロツプ３００をリセツトして、
８ｍｓ割込み要求信号端子４４６を“１”にもど
す。ステツプ3110ではアナログ入力ポート６５か
らバツテリー電圧Ｖ_Bを取り込み、第３１図に示
す通電時間特性によりコイル通電時間Ｔ_ONを計算
する。 第３０図はメインルーチンのフローチヤートを
示す。ステツプ4100では初期化処理を行い、
RAM領域のクリア、各種初期パラメータの入
力、割込みの許可を行う。ステツプ4200は水温の
Ａ／Ｄ変換値を算出する処理である。このステツ
プは割込み処理のない時は常に実行される。 なお本実施例では４気筒エンジンで所定期間最
後の４燃焼に要する時間から回転数を検出するよ
うにしていたが、同様に４気筒エンジンでは８燃
焼、16燃焼等に要する時間から回転数を検出して
も良い。 また、本実施例では所定時間を燃焼回数で定め
ていたが、時間で定めることも可能である。 以上詳細に説明したように本発明は、外的要因
によつて回転数、トルク等が変化したのか、ある
いは少なくとも異なる２点での点火時期の変更に
よつてそれらが変化したのかを識別でき、目標点
火時期を最適点火時期に修正して機関出力を最大
限発揮させ、同時に燃料消費率を最小に抑えるこ
とができ、さらに回転数の検出を各所定期間の終
わりに近い期間で検出しているので、点火時期の
変更による回転数の変化を精度よく検出でき、前
記少なくとも２点の点火時期の差を小さくして機
関の点火時期の変更による回転変動を少なくでき
るという優れた効果がある。 また、本発明は、前記所定期間の終わりに近い
期間において機関の気筒数の整数倍に等しい回数
の燃焼に要する時間より回転数を検出しているの
で、回転数検出のバラツキを非常に少なくできる
という優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す制御システム
の構成図、第２図は第１図中の制御コンピユータ
の構成図、第３図、第８図は第２図各部の説明の
ための波形図、第４図乃至第７図、第９図乃至第
１２図はそれぞれ第２図各部の電気回路図、第１
３図乃至第１６図、第１９図、第２４図、第２５
図、第２８図乃至第３０図は第１図に示す制御コ
ンピユータの演算処理手順を示すフローチヤー
ト、第１７図、第２０図、第２２図、第２６図、
第２７図、第３１図は本発明の作動説明に供する
特性図、第１８図、第２１図、第２３図は本発明
の作動説明に供する２次元マツプ模式図である。 １……４気筒４サイクルエンジン、２……水温
センサ、３……スターター、４……点火コイル、
５……回転センサ、６……制御コンピユータ、７
……イグナイタ、８……圧力センサ、６０……中
央処理ユニツト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 目標点火時期の近傍でかつ互いに異なる少な
   くとも２点の点火時期を選択し、この選択した少
   なくとも２点の点火時期にて交互に所定の期間づ
   つ複数の気筒を有する内燃機関を運転し、これら
   各点火時期にて運転したときの機関の回転数の信
   号を検出し、前記少なくとも２点の点火時期にて
   運転したときの前記回転数の信号のうち少なくと
   も連続して運転した３点の回転数の信号を比較す
   ることにより前記目標点火時期が機関出力を最大
   限に発揮させる最適点火時期より進み側にあるか
   遅れ側にあるか判定しかつ目標点火時期を修正
   し、さらに前記回転数の信号は、前記所定の期間
   の終わりに近い期間において機関の気筒数の整数
   倍に等しい回数の燃焼に要する時間より検出する
   ことを特徴とする点火時期制御方法。