JPS63280861A - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は内燃機関の点火時期制御装置に関し、特に機関
加速運転状態において点火時期を補正して車両振動を改
善する技術に関する。

〈従来の技術〉 従来の点火時期制御装置としては、例えば特開昭５９−
１２６０７１号公報等に示されるようなものがある。

この種の従来のものでは、一般に内燃機関のりランク軸
の回転角度を検出するクランク角センサから基準クラン
ク角位置信号が出力された時に点火時期を設定し、設定
された点火時期に達した時に点火制御を行っている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところで、特に電子制御燃料噴射装置を備えた内燃機関
等にあっては、燃料噴射制御が機関運転状態に応じて応
答性良く行われるため以下のような問題を生じていた。

即ち、加速運転時には燃料噴射量が増量補正されるため
、機関トルクは吸気絞り弁の開度変化に応答性よく追従
し、急激に上昇する。

ところが、車両は重量が大きく慣性が大きいため、機関
の出力急増に対して車速及び機関回転数は応答性良く追
従することができず、車両ねじり振動（車両の進行方向
と後退方向とのガクガク振動、以下車両振動と呼ぶ）を
生じると共に機関の回転数変動を生じ運転性、乗り心地
を悪化させていた。特に機関を車両進行方向に対して横
方向（シリンダ列が横）に搭載した前輪駆動車の場合に
は、機関の振動方向と車両の振動方向とが一致して車両
振動が発生し易い。

かかる車両振動対策として、従来、特開昭６１−２８３
７４８号公報等に示されるように加速直後に点火時期を
遅角制御して機関トルクの立上りを抑制するものがある
が、この方式では加速応答性が損なわれる惧れがあった
。

このため、本出願人は、加速検出時に回転数変化量に基
づいて回転数変動を抑制する方向に点火時期を補正する
ものを先に出願した（昭和６２年３月２５日特許出願）
。しかしながら、従来の点火時期制御装置においては、
定常時の運転安定性やショック発生の防止等を目的とし
て、１点火毎の点火時期変化量が所定クランク角度以内
となるように制限していたため、機関加速時に回転数変
動を抑制する方向に点火時期を補正しようとした場合に
も、点火時期変化量が前記所定クランク角度以内となる
ように制限されるため、回転数変動を充分に抑止できる
だけの点火時期補正を行わせることができなかった。

即ち、従来の点火時期制御装置においては、１点火毎の
点火時期変化量がクランク角度で例えば３°以内になる
ように制限しているが、機関加速状態における回転数変
動を良好に抑制するためには例えば１０°程度の遅角・
進角補正が要求されることが実験的に求められており、
第５図に示すように実際には要求量よりも少ない前記３
°以内に点火時期変化量が制限されることによって要求
補正量が得られずに効果的な回転数変動抑制が行えない
のが実情であった。

本発明は上記の実情に鑑みてなされたもので、加速応答
性を損なうことなく、かつ、点火時期の変化量制限によ
って阻害されることなく車両振動等を効果的に抑制でき
る内燃機関の点火時期制御装置を提供することを目的と
する。

〈問題点を解決するための手段〉 このため、本発明は第１図に示すように、機関運転状態
に応じて定常運転状態に対応した基本点火時期を設定す
る基本点火時期設定手段と、機関回転数を検出する機関
回転数検出手段と、この機関回転数検出手段によって検
出された機関回転数に基づき所定期間毎に機関回転数の
変化量を演算する回転数変化量演算手段と、機関の加速
運転状態を検出する加速運転状態検出手段と、これによ
って機関の加速運転状態が検出されたときに所定期間前
記回転数変化量演算手段によって演算された回転数変化
量に基づいて前記基本点火時期設定手段によって設定さ
れた基本点火時期を機関回転数の変化を抑制する方向に
補正する点火時期補正手段と、この点火時期補正手段に
よる基本点火時期の補正時に補正された前回の点火時期
と今回の点火時期とを比較して点火時期変化量が所定範
囲内となるように制限して今回点火時期を設定する第１
点火時期制限手段と、前記点火時期補正手段による基本
点火時期の補正時以外において前記基本点火時期設定手
段によって設定された前回の点火時期と今回の点火時期
とを比較して点火時期変化量が第１点火時期制限手段に
よる制限範囲よりも狭い所定範囲内となるように制限し
て今回点火時期を設定する第２点火時期制限手段と、設
定された点火時期に点火装置に点火信号を出力する点火
信号出力手段と、を備えて構成した。

〈作用〉 加速運転状態検出手段によって機関の加速運転状態が検
出されると、機関運転状態に応じて基本点火時期設定手
段により設定された基本点火時期が、回転数変化量演算
手段によって演算された回転数変化量に基づいて回転数
の変化を抑制する方向に所定期間だけ補正される。そし
て、この回転数変化量に基づいて補正された今回の点火
時期と、前回補正された点火時期とを比較し、その点火
時期変化量が所定範囲内となるように第１点火時期制限
手段によって今回の点火時期を制限して設定する。

即ち、基本点火時期を補正して得た点火時期が前回の点
火時期に比べて所定以上の偏差を有しているときには、
今回の点火時期を前回の補正点火時期を許容最大だけ変
化させた値に制限するものである。また、前記点火時期
補正手段による基本点火時期の補正時以外においては、
基本点火時期設定手段によって設定された前回の点火時
期と今回の点火時期とを比較して、第１点火時期制限手
段と同様にして第２点火時期制限手段によって今回の点
火時期が前回から所定範囲内になるように制限する。

但し、この第２点火時期制限手段による点火時期の制限
範囲は、第１点火時期制限手段のものよりも小さく設定
しである。換言するなら、第２点火時期制限手段の制限
範囲よりも第１点火時期制限手段による制限範囲を大き
くすることにより、加速時における回転数変化を抑制す
る点火時期補正が第１点火時期制限手段によって阻害さ
れることを回避するようにしである。

〈実施例〉 以下に、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

本実施例の構成を示す第２図において、機関１の吸気通
路２には、吸入空気流量を検出するエアフロメータ３と
、吸気絞り弁４の開度を検出する加速運転状態検出手段
としてのスロットルセンサ５とが設けられ、これら検出
信号はマイクロコンピュータを内蔵した制御装置６に入
力される。また、機関ｌには電磁式の燃料噴射弁７が各
気筒毎に設けられている。これらの燃料噴射弁７は制御
装置６から燃料噴射量に対応して出力される噴射パルス
信号により開弁じ、燃料を機関１に噴射供給する。

また、機関１の各気筒には点火栓８が設けられている。

これら点火栓８には点火コイル９にて発生する高電圧が
ディストリビュータ１０を介して順次印加され、これに
より火花点火して混合気を着火燃焼させる。ここで、点
火コイル９はそれに付設されたパワートランジスタ１１
を介して高電圧の発生時期を制御する。そして、点火時
期の制御は、パワートランジスタ１１のＯＮ・ＯＦＦ時
期を制御する制御装置６からの点火信号で制御すること
により行う。これらの点火栓８２点火コイル９．ディス
トリビュータ１０及びパワートランジスタ１１によって
点火装置が構成されている。

前記ディストリビュータＩＯには光電式のクランク角セ
ンサ１２が内蔵されている。クランク角センサ１２は、
ディストリビュータシャフト１３と一体に回転するシグ
ナルディスクプレート１４と、検出部１５とよりなる。

シグナルディスクプレート１４には、１８０個のポジシ
ョン信号（２°信号）用スリット１６と、４気筒の場合
４個の基準クランク角度信号（１８０°信号）用スリッ
ト１７とが形成されており、基準クランク角度信号用ス
リット１７のうち１個は＃１気筒の判別用にもなってい
る。検出部１５は前記スリット１６．１７を検出し、ポ
ジション信号と、気筒判別信号を含む基準クランク角度
信号とを制御装置６に出力する。

尚、１８は吸気絞り弁４をバイパスする補助空気通路１
９に設けられアイドル回転数を制御するアイドル制御弁
、２０はエアクリーナである。

次に作用を第３図及び第４図のフローチャートに従って
説明する。

第３図は基準クランク角度信号入力毎の機関回転数変化
量演算ルーチンである。

まず、ステップ（図ではＳと記す。以下同様）１では、
クランク角センサ１２からＩＱクランク角度信号（ＲＥ
Ｆパルス）が発生したか否かを判定し、発生したらステ
ップ２に進む。

ステップ２では、前回の基準クランク角度信号が入力し
たときから今回の基準クランク角度信号が入力したとき
までの時間即ち、基準クランク角度信号の入力周期ＴＲ
１Ｆを演算する。

ステップ３では、ステップ２で求められる基準クランク
角度信号入力周期Ｔ□２に基づいて機関回転数Ｎ　ｏ　
　（＝６０／　２　Ｔ、ｒ　）を演算する。この機能が
機関回転数検出手段に相当する。

ステップ４では、前回の基準クランク角度信号入力時に
求められた機関回転数ＮをＮθにセットし、今回求めた
機関回転数ＮｏをＮにセットする。

ステップ５では、ステップ４によってセットされた今回
の機関回転数Ｎから前回の機関回転数Ｎθを差し引いて
、基準クランク角度信号人力毎の機関回転数Ｎの変化量
ΔＮを演算する。この機能が回転数変化量演算手段に相
当する。

次に第４図の加速時点火時期補正ルーチンに従って説明
する。このルーチンは単位時間（例えば１０ｍ５〜３０
ｍ５）毎に実行される。

まず、ステップ１１では、加速判定フラグＦがＯか否か
の判定を行ない、Ｆ＝１であればステ・ノブ１２、１３
を省略して後述するステップ１４に進み、Ｆ＝０であれ
ばステップ１２に進む。

ステップ１２では、吸気絞り弁４の変化率ΔＴＶＯが所
定値以上か否かに基づいて加速運転か否かの判定を行な
う。加速運転でなければ（Ｎｏ）後述するステップ２０
に進み、加速運転であれば（ＹＥＳ）ステップ１３に進
む。

ステップ１３では、加速判定フラグＦをＦ＝１にセット
すると共に時間を計測するためのタイマをを起動させる
。

ステップ１４では、タイマの計測値ｔが所定値ｔ１にな
った否かを判定し、Ｌ≧ｔ、のときはステップ１５に進
む、１＜１．のときは後述するステップ２０に進む。

ステップ１５では計測値ｔがｔ＋　＋　ｔｚより小さい
か否かを判定しｔ＜ｔ、＋ｔｚであればステップ１６に
進み、Ｌ≧ｔ、　＋　ｔｚであればステップ１７に進み
加速運転時の点火時期補正を終了し、加速判定フラグＦ
を０にセットする。即ち、加速検出から所定時間ｔＩ経
過してから所定時間ｔ２の間だけ点火時期補正を行うも
のである。

ステップ１６では、第３図で求めた機関回転数変化量Δ
Ｎが正か負かを判定し、ΔＮ≧０のときはステップ１８
に進みΔＮ＜Ｏのときはステップ１９に進む。

ステップ１８では、ΔＮに定数に１をかけて点火時期補
正量−ＡＤＶ　、を演算する。この場合、ΔＮは正、即
ち回転数が上昇傾向にあるのでΔＮの増加に伴なって点
火時期を遅角（−）にするように制御する。

一方、ステップ１９では、同じくΔＮに定数に２をかけ
て点火時期補正量ＡＤＶ、を演算するが、この場合は回
転数が低下傾向（ΔＮ〈０）にあるのでΔＮの増加（絶
対値の増大）に伴なって点火時期を進角（＋）にするよ
うに設定する。

この機能が点火時期補正手段に相当する。

ステップ１８若しくはステップ１９で点火時期補正量±
ＡＤＶ　、を演算すると、次のステップ２１では点火時
期ＡＤＶの変化量を制限する点火時期リミッタΔＡＤＶ
として加速時用のリミッタΔＡＤｖ？、ＩＡＮを設定す
る。この機能が第１点火時期制限手段に相当する。

一方、ΔＮに基づく点火時期補正量±ＡＤＶ　＋の設定
が行われない状態（ステップ１８若しくはステップ１９
での処理が行われない状態）では、ステップ２０におい
て点火時期リミッタΔＡＤＶとして定常時用のリミッタ
ΔＡＤＶ　ＣＯＮ！を設定する。この機能が第２点火時
期制限手段に相当する。

尚、上記加速時用のリミッタΔＡＤＶ　ｔｈＡＮは、定
常時用のリミッタΔＡＤＶ　ｃｏＮｓよりも大きく設定
しである。

ステップ２０若しくはステップ２１で点火時期す茗ツタ
ΔＡＤＶを設定すると、ステップ２２に進む。

ステップ２２では、エアフロメータ３により検出された
吸入空気流量Ｑと基準クランク角度信号に−基づき演算
された機関回転数Ｎとによって演算された基本燃料噴射
量Ｔｐ　（−ＫｘＱ／Ｎ　；　Ｋは定数）と、演算され
た機関回転数Ｎとに基づき、マイクロコンピュータのＲ
ＯＭに記憶されたマツプからの検索等によって定常運転
状態に対応した基本点火時期ＡＤＶ、を設定する。この
機能が基本点火時期設定手段に相当する。

ステップ２３では、ステップ２２で設定した基本点火時
ｗＩＡ　ｖ　ｖ　、にステップ１８若しくはステップ１
９で設定された補正量±ＡＤＶ、を加算することにより
、補正点火時ＭＡＤＶ　、　（−ＡＤＶＯ＋ＡＤＶＩ）
を演算する。

尚、ステップ１８若しくはステップ１９で補正量上ＡＤ
Ｖ　、が設定されなかったときにはステップ２２で設定
した基本点火時期ＡＤＶ、をそのまま補正点火時期ＡＤ
Ｖ　Ｉ、とする。

ステップ２４では、ステップ２３で補正設定された補正
点火時期ＡＤＶ　、から前回の最終点火時期ＡＤＶ−Ｉ
を減算した値の絶対値と、ステップ２０若しくはステッ
プ２１で設定された点火時期リミッタΔＡＤＶ〜とを比
較する。

ここで、前回の最終点火時期ＡＤＶ　ｒ＋−１と今回補
正設定した点火時期ＡＤＶ　、との差が大きくその絶対
値が点火時期リミッタΔＡＤＶ以上であるときにはステ
ップ２６へ進む。そして、ステップ２６では、前回の最
終点火時期＾ＤＶ、、に点火時期リミッタΔＡＤＶを加
減算（前回に比べ進角設定されるときには減算、遅角設
定されるときには加算）して、今回の最終点火時期ＡＤ
Ｖを設定する。即ち、前回の最終点火時期ＡＤＶ　ｎ−
１に対して点火時期リミッタ八ＡＤＶを越える偏差を存
する点火時期がステップ２３で設定された場合には、最
大許容範囲であるＡＤシアー、±ΔＡＤＶ　ニ点火時３
ｔｌＩＡＤｖノ変化を制限するものである。ここで、回
転数の変化を抑制する方向に点火時期ＡＤνを補正して
いるとき（ステップ１８若しくはステップ１９での処理
実施時）には、通常時よりも大きな点火時期リミッタΔ
ＡＤＶ　　（加速時用のリミッタΔＡＤＶ　ＴＲＡＭ＞
定常時用のリミッタΔＡＤＶ　ｃｏＮｓ）が設定される
ため、通常時よりも大きな点火時期変化が許容されて、
変化量制限により回転数の変化を抑制するための点火時
期補正が阻害されることを回避できるようにしである。

一方、ステップ２４で前回の最終点火時期ＡＤＶ　、、
−１と今回補正設定した点火時期ＡＤＶ　、との差が小
さくその絶対値が点火時期リミッタΔＡＤＶ未満である
と判定されたときには、ステップ２５へ進んでステップ
２３において補正設定した補正点火時期ＡＤＶ　。

を今回の最終点火時期ＡＤＶとして設定する。

点火信号出力手段として機能するステップ２７では、ス
テップ２５若しくはステップ２６で演算された点火時期
＾ＤＶに応じて、点火信号が出力され点火時期に達した
ときにパワートランジスタ１１への通電を断って、点火
栓８を高電圧放電させて点火を行う。

以上のように加速検出時から所定時間ｔＩまでは機関の
要求に応じた点火制御を行ない、その後所定時間ｔ２の
間は、機関回転数変化を抑制する方向、即ち機関回転数
Ｎが、上昇傾向にあるときは点火時期を遅角補正し、低
下傾向にあるときは点火時期を進角補正することにより
、加速初期の機関トルクの立上りを良好にすると共に、
車両振動とは逆方向に機関トルクを増減させて車両振動
を減衰させ、加速応答性を損なうことな（車両加速時に
おける乗り心地を向上できるようになる。

また、機関回転数変化を抑制する方向に点火時期を進・
遅角補正するときには、点火時期ＡＤＶの変化量を制限
する点火時期リミッタΔＡＤνが通常よりも大きく設定
されるため、点火時期ＡＤＶの変化量が定常時にマツチ
ングされて小さく制限される場合に比べ回転数変化を効
果的に抑制できるものである。

〈発明の効果〉 以上述べたように本発明によれば、加速運転時に機関回
転数の変化を抑制する方向に点火時期を進・遅角補正す
る構成とし、かつ、この進・遅角補正時において点火時
期の変化量を通常よりも広い範囲で制限するようにした
ことによって、点火時期変化量の制限によって阻害され
ることなく加速時において効果的に回転数変化を抑制し
、以て車両振動を良好に減衰させて車両の乗り心地を向
上できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図は本発
明の一実施例を示す構成図、第３図及び第４図は同上実
施例の各種制御ルーチンを示すフローチャート、第５図
は従来例及び実施例の作用を説明するためのタイムチャ
ートである。 １・・・機関　　５・・・スロットルセンサ　　６・・
・制御装置　　８・・・点火栓　　９・・・点火コイル
　　ｌＯ・・・ディストリビュータ　　１１・・・パワ
ートランジスタ１２・・・クランク角センサ 特許出願人　日本電子機器株式会社 代理人　弁理士　笹　島　　冨二雄 第２図 第４図その１ 第４図その２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 機関運転状態に応じて定常運転状態に対応した基本点火
   時期を設定する基本点火時期設定手段と、機関回転数を
   検出する機関回転数検出手段と、該機関回転数検出手段
   によって検出された機関回転数に基づき所定期間毎に機
   関回転数の変化量を演算する回転数変化量演算手段と、
   機関の加速運転状態を検出する加速運転状態検出手段と
   、機関の加速運転状態が検出されたときに所定期間前記
   回転数変化量演算手段によって演算された回転数変化量
   に基づいて前記基本点火時期設定手段によって設定され
   た基本点火時期を機関回転数の変化を抑制する方向に補
   正する点火時期補正手段と、該点火時期補正手段による
   基本点火時期の補正時に補正された前回の点火時期と今
   回の点火時期とを比較して点火時期変化量が所定範囲内
   となるように制限して今回の点火時期を設定する第１点
   火時期制限手段と、前記点火時期補正手段による基本点
   火時期の補正時以外において前記基本点火時期設定手段
   によって設定された前回の点火時期と今回の点火時期と
   を比較して点火時期変化量が第１点火時期制限手段によ
   る制限範囲よりも狭い所定範囲内となるように制限して
   今回の点火時期を設定する第２点火時期制限手段と、設
   定された点火時期に点火装置に点火信号を出力する点火
   信号出力手段と、を備えてなる内燃機関の点火時期制御
   装置。