JPS63295868A - 内燃機関用点火時期制御装置 - 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］ 本発明はガソリンエンジン等の内燃機関の点火装置に係
り、特にエンジンの過回転を防止する機能を備えた内燃
機関用点火時期制御装置に関する。

〔従来の技術〕

機関に異常が生じた場合（例えばオーツＮ−ヒー°ト）
、機関の２次故障を防止するためにエンジンをある値に
ある時間保つ必要がある。またエンジンを過回転させる
と、レシプロエンジンの場合には特にバルブサージなど
が発生してエンジンの耐久性が損なわれる。しかし、機
関に異常が生じた場合、従来は回転数の制御は行なって
いないし、過回転については従来から点火時期を遅角さ
せたり、点火を停止させたりする過回転防止機構が設け
られている（例えば、特開昭６１−１６４０７７号公報
）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、上述した従来のものでは、過回転時のエンジ
ン回転数などに応じて予め設定されている点火遅角量を
検索するものであるので、環境条件の変化、経年変化、
エンジン機差等によって過回転防止機能が変化するとい
う問題がある。

そこで本発明は、環境条件の変化、経年変化。

エンジン機差等があっても、良好に回転数制御し得るこ
とを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

そのため本発明は第１図に示す如く、内燃機関の運転状
態に応じて電子的に点火時期を制御する内燃機関用点火
装置において、内燃機関の回転数を検出する回転数検出
手段と、この回転数検出手段により検出した内燃機関の
回転数が第１の設定値以上の領域だけで作動し、そのと
きの内燃機関の回転数に対応して所定の点火遅角量をフ
ィードバック制御するものであって、上記領域内での回
転数の変化に応じて２回転数が増加すると前記点火遅角
量を増加させ、回転数が減少すると前記点火遅角量を減
少させる点火遅角量制御手段と、内燃機関の回転数が上
記第１の設定値より高い第２の設定値以上で作動し、そ
の時、点火を停止する点火停止手段とを備える内燃機関
用点火時期制御装置を提供するものである。

（作用］ これにより、第１の回転数領域では点火時期を徐々に遅
角させ、遅角後の回転数の変化をみてさらに遅角又は進
角させる（点火時期を回転数の増減変化に対応してフィ
ードバック制御する）。特にエンジンに負荷がかかって
いる場合は、遅角のみで過回転防止が可能であるため、
この時、ショックのほとんどない制御が可能となる。さ
らに、点火時期をフィードバック制御することにより運
転条件などの変化に対応し、最適の点火時期を与えるこ
とができる。

〔実施例〕

以下本発明による内燃機関用点火装置について図示の実
施例により詳細説明する。

第２図は気化器を用いた４気筒ガソリンエンジンに適用
する同時点火コイルを用いた電子配電方式の点火装置の
一実施例である。第２図において、１１０はエンジンの
回転角度を検出するための回転角度検出装置、１２０は
点火時期制御ユニット、１２１は回転角度検出装置１１
０の出力信号を整形する波形整形回路、１２２は回転角
度検出装置１１０の信号をもとに点火時期１通電時間等
の演算を行ない、点火コイルの通電・遮断信号を出力す
るマイクロプロセッサ、１２３はマイクロプロセッサ１
２２から出力される信号により点火コイルへの通電・遮
断を行なうパワートランジスタ等で構成される点火出力
用インターフェイス、１２４はマイクロプロセッサ１２
２をはじめその他回路ヘバッテリ１より電源を供給する
電源回路、１３０は同時点火方式の点火コイル、１４０
はエンジンの各気筒に配置した点火栓である。

次に、この実施例の動作を第３図から第５図に示すフロ
ーチャートに従って説明する。第３図のフローチャート
は点火ごとに割込みが発生して、次の点火の為の通電開
始時期を演算し、通電開始時期をセットするルーチンで
ある。まずステップ２０１でオーバーレブフラグがＯＮ
であるか、すなわち過回転制御領域かどうか判断し、Ｙ
ＥＳならステップ２０２に移行する。ステップ２０２で
は、ガードフラグがＯＮであるかを判定し、ＹＥＳの場
合はステップ２０９へ分岐して点火停止カウンタのカウ
ント値“”ＩＧＣＪ’“に点火停止設定数゛ＩＧＣＮ”
を設定する。Ｎｏと判定した場合はステップ２０３へ移
行し、モードフラグがＯＮであるかすなわち点火時期フ
ィードバックモードか、点火停止＋遅角点火モードかを
判定し、Ｎ。

の場合ステップ２０７へ移行し、ＹＥＳの場合、すなわ
ち点火停止＋遅角点火モードの場合ステップ２０４に移
行する。ステップ２０４では点火停止カウンタのカウン
ト値“Ｉ　Ｇ　ＣＪ　”が点火停止設定数“ＩＧＣＮ”
より大きいかを判定する。本実施例では４気筒を対象と
しているため“ＩＧＣＮ”は４となる。従って、点火停
止回転が４以下の場合はＮｏと判定してステップ２１０
へ分岐する。ステップ２１０では遅角点火カウンタのカ
ウント値“Ｉ　Ｇ　ＲＪ　”をクリアしてステップ２１
１に移行し、次の点火を停止させる為に通電開始時間の
設定をやめる。これにより点火コイル１３０への通電が
されなくなるので点火が停止されることになる。その後
ステップ２１２へ移行して、“ＩＧＣＪ”を１だけカウ
ントアツプし、復帰する。以上のステップを点火停止数
が気筒数になるまで繰り返す。

点火停止数が気筒数になった場合、すなわち４点火分の
点火を停止し終った場合にはステップ２０４ではＹＥＳ
と判定してステップ２０５に分岐する。ステップ２０５
では遅角点火カウンタのカウント値°“Ｉ　Ｇ　ＲＪ　
”を１だけカウントアツプしてステップ２０６へ移行す
る。ステップ２０６では遅角点火数が気筒数以上に設定
された遅角点火設定数“ＩＧＲＮ”より大きいかを判断
する。この遅角点火数は同一気筒において連続２点火以
上点火が停止しないよう気筒数以上で、かつエンジン回
転数が上昇しすぎない様に設定する。従って、４気筒エ
ンジンの場合は４以上になる。また、点火時期を遅角さ
せることにより、急激なトルク変動をおさえ、回転が上
昇しすぎないようにする。

本実施例では４点火とした。ステップ２０６でＮＯと判
定された場合、すなわち遅角点火の場合はステップ２０
８へ分岐する。ステップ２０８では通電タイミングを演
算しセットして復帰する。これを遅角点火の場合繰り返
す。遅角点火が所定回終了する最後の点火になった場合
、ステップ２０６でＹＥＳに分岐してステップ２０７へ
移行する。

ステップ２０７では、点火停止カウンタ“ＭＧＣＪ”を
０にセットしてステップ２０８へ移行する。

このようにしてエンジン回転数がオーバーレブの第２の
設定回転数の時は点火停止と遅角点火とを気筒数毎に繰
り返すことができる。単一気筒でみた場合、点火停止と
遅角点火を交互に操り返すことになる。

次に第４図を用いてオーハーレブの判定について説明す
る。第４図に示すフローチャートは回転角度検出装置１
１０から出力されるＮｅ信号の立ち下りで割り込みが発
生するルーチンである。ステップ３０１でＮｅ信号の発
生間隔によってエンジン回転数を検出した後、エンジン
回転数が上昇しているか下降しているかの判断をするた
めに今回の検出回転数Ｎ　ｅ　Ｎアから前回の検出回転
数Ｎ。。３．。

を減算して回転数の変化号ΔＮｅを求める。ステップ３
０２ではエンジンの回転数がオーバーレブ制御の下限で
ある第１の設定回転数Ｎｅ１．１．Ｎより大きいか否か
を判定し、小さい場合ＮＯに分岐してステップ３０３へ
移行する。ステップ３０３ではガードフラグ、オーバー
レブフラグ、モードフラグをクリアして復帰する。この
時、第３図のステップ２０１でＮｏと判定され、ステッ
プ２０７に移行して遅角フィードバンクと点火停止十遅
角点火は行なわない。

エンジン回転数がＮ　ｏ　＋１　ｉ　Ｎより大きい場合
ステ・ノブ３０２でＹＥＳに分岐してステップ３０　ｌ
Ｉ　Ｓこ移行し、第２の設定回転数Ｎ。ＭＡＸよりエン
ジン回転数が小さいかどうかを判定する。ステップ３０
．１でＮＯと判定された場合、ステップ３０５に移行し
、モードフラグをＯＮにした後、ステップ３０６に移行
する。

ステップ３０４でＹＥＳと判断された場合にはステップ
３０６に移行する。ステップ３０６ではオーバー゛レブ
フラグをＯＮにする。ステップ３０７ではエンジン回転
数が第３の設定回転数Ｎｅガードより大きいかどうかを
判断し、ＹＥＳの場合はステップ３０９へ移行し、ガー
ドフラグをＯＮにする。ステップ３０７でＮＯと判定さ
れた場合は、ステップ３０８に移行しガードフラグをク
リアし復帰する。

ここでが−ドフラグがＯＮＬ、た場合の動作について説
明する。第３図のステップ２０２でＹＥＳと判定されて
ステップ２０９に移行し、点火停止カウンタのカウント
値“’　Ｉ　Ｇ　ＣＪ　”に点火停止設定数゛ＩＧＣＮ
’”をセットする。その後、ステップ２１０に移行し、
以下前記同様の処理をする。

すなわち、ガードフラグがＯＮＬでいる間、点火が常時
停止されることになる。

今回の実施例では、各エンジン回転数Ｎ　＠１ｌｉＮ＋
Ｎ　ｅＨＡＸ＋　　”　ｅガードの設定値を１１００ｒ
ｐおきに設定し、Ｎ＠ＭＡＸの値を４６００〜５０００
ｒｐｍの過回転防止回転数に設定しているが、これらの
設定値については、エンジン機種に応じて任意の値に設
定し得るものである。また、各フラグはＮ　ｅ　Ｍ　ｉ
　Ｎよりエンジン回転数が下がらなければクリアされな
い。

次に第５図を用いて点火時期の演算について説明する。

第５図はメインルーチンの点火時期演算部である。ステ
ップ４０１でエンジン回転数を基に基本点火時期（ベー
スθｉｇ）をエンジン回転数毎に設けられた点火時期の
テーブルから検索演算する。ステップ４０２ではオーバ
ーレブフラグがＯＮであるかを判定し、Ｎｏの場合は復
帰する。

ＹＥＳの場合はステップ４０３へ移行する。ステップ４
０３ではモードフラグがＯＮであるかどうかを判定し、
ＹＥＳの場合はステップ４０マに分岐する。ステップ４
０７ではあらかじめ設定された遅角層Δθｉｇ２を遅角
寒行値Δθｉｇｌにセントしてステップ４０８に移行し
、設定された遅角点火時期をセットする。ステップ４０
３でＮ。

と判定された場合、点火時期フィードバックのモードに
入り、ステップ４０４に移行する。ステップ４０４では
第４図のステップ３０１で演算されたΔＮｅをもとにΔ
Ｎｅが正であるか、すなわち回転数が上昇しているかど
うかを判断する。ステップ４０４でＹＥＳと判断された
場合は、点火時期補正値Δθを加える。すなわち、さら
に遅角点火させステップ４０８へ移行し、以下前記と同
様となる。

ステップ４０４でＮｏと判定された場合、すなわち回転
数が下降している時には、ステップ４０６へ移行してΔ
θｉｇｌから遅角補正量Δθを引き、６０分だけ遅角さ
せてステップ４０８へ移行する。本実施例では減算結果
がＢＴＤＣ５°ＣＡになるように６０１ｇ２を設定し、
学習量Δθは２’ＣＡと設定しているが、６０１ｇ２は
あらかじめ遅角した点火時期の値を基本点火時期の代わ
りにおきかえてもよいし、八〇はエンジンの特性に応じ
て設定すればよい。

次に実際の動作状態を第６図と第７図を用いて説明する
。第６図にはエンジンに負荷がかかうでいる場合、第７
図にはエンジンが無負荷の場合で過回転防止制御が作動
している状態をそれぞれ示す。第６図において、（ａ）
は第２の設定回転数Ｎ　’１１１１　Ａ　Ｘ、（ｂ）は
第１の設定回転数Ｎ。Ｈ２Ｓ、（Ｃ）はエンジン回転数
、（ｄ）はオーバーレブフラグ、（ｅ）は点火時期をそ
れぞれ示す。エンジン回転数（Ｃ）が上昇し、第１の設
定回転数Ｎａ１ｌｉＮを超えると、オーバーレブフラグ
（ｄ）がＯＮされ、点火時期はベースθｉｇ−Δθｉｇ
ｌにセットされる。その後回転数が上昇していればさら
に遅角し、また回転数が下降していれば進角する。回転
数が下降しつづけて、第１の設定回転数Ｎ　＊Ｍｉｒ＋
以下になったとき、オーバーレプフラグはクリアされ、
点火時期もベースθｉｇにもどる。

第７図では（ａ）は第３の設定回転数Ｎｅガード、（ｂ
）は第２の設定回転数ＮａＭＡｘ、　（Ｃ）は第１の設
定回転数ＮｅＭｉＮ、（ｄ）はエンジン回転数、（ｅ）
はオーツ＼−レブフラグ、げ）はモードフラグ、（２）
は点火停止カウンタのカウント値、（ｈ）は遅角点火カ
ウンタのカウント値、（ｉ）、　（ｊ）は点火コイル１
３０の通電信号、（ｋ）は点火時期である。なお、本実
施例では２つの同時点火コイルを使用しているため、通
電信号は２本ある。

エンジン回転数（ｄ）が上昇し、第１の設定回転数を越
えると、オーバーレプフラグがＯＮされ、点火時期は徐
々に遅角される。さらにエンジン回転数が上昇を続け、
第２の設定回転数を越えると、モードフラグがＯＮされ
、まず点火停止が設定点火口数分実行される。その間、
点火停止カウンタのカウント値（ｇ）はカウントアツプ
され、通電信号（ｉ）と（ｊ）は信号停止される。点火
時期（ｋ）はモードフラグがＯＮされると遅角した点火
時期にセットされる。点火停止カウンタ（濁が設定値以
上になったら、遅角点火され、通電信号が出力され、遅
角点火カウンタのカウント値（５）がカウントアツプさ
れる。遅角点火が所定回数実行されると再び点火停止を
行ない、以下エンジン回転数が第２と第３の設定値内に
ある時は、これを繰り返す。その後、エンジン回転数が
下降し第１の設定回転数以下になると、オーバーレプフ
ラグ、モードフラグはいずれもクリアされ、点火時期は
正規の状態にもどる。

以上説明したように第１の回転数領域で点火時期のフィ
ードバックをともなう遅角点火、第２の回転数領域で点
火停止と遅角点火を気筒数毎に繰り返すことによって、
ショックのほとんどない過回転防止制御が可能となり、
さらにパックファイヤの発生をも防止できる。

本実施例によれば過回転制御の範囲内にエンジン回転数
が存在する時、エンジンに負荷がかかっている状態では
、遅角のみによりその回転数を維持できるため、徐りに
遅角して回転数の変化に応じて遅角あるいは進角のフィ
ードバック制御をすることにより、エンジンの象、激な
トルク変化を防止し、なおかつ、エンジン条件に合った
点火時期で過回転防止制御ができる。また、エンジンが
無負荷の状態の時には遅角だけでは防止できないため、
第２の制御方法すなわち点火停止と遅角点火を繰り返す
。この時、単一気筒で見た場合点火停止と遅角点火は交
互に操り返すことになる。これにより、点火停止により
排気工程に未燃ガスが生じたとしても、−回の点火によ
り生じた未燃ガスであれば残留ガス等の影響で同時点火
コイルにより生じる排気工程のムダ火では着火しなくな
°る。

従って、パックファイヤを発生させることなく過回転を
防止できる。またこの時、遅角により点火復帰させる事
により、トルクの急激な変化に伴うエンジン回転数の急
、上昇をも防止できるのでエンジンに生じる振動や走行
に対するショックを小さくできる。

なお、上述した実施例では過回転防止制御を例にとって
説明したが、あらゆる場合の回転数制御に利用してもよ
い。例えば、機関に異常が生じた場合（例えばエンジン
がオーバーヒートして機関冷却水温が設定値以上高くな
゛ったのを検出した場合）の回転数制御にも利用できる
。この場合、過回転となる設定回転数Ｎ　＠　Ｍ　ｉ　
ＮとＮ。ＭＡＸを必要な回転数まで下げ（例えば通常時
のＮｅＨＡＸを５００゜ｒｐｍとすると異常時のＮａＭ
ＡＸを２０００ｒｐｍとする。）、さらに機関の回転数
がＮ。ＩＩＡＸより大きい時は、この領域内（Ｎ＊ｓ＝
Ｎ＜　Ｎ　ｅ　＜　ＮＩＩＭＡＸ）に回転数が下がるま
で遅角量を大きくしていき、回転数がこの領域内にまで
下がったら今回の実施例における点火時期フィードバッ
クを実行するようにすればよい。この場合のフローチャ
ートを第８図に示す。

機関に異常が生じた場合（例えは、エンジンがオーバー
ヒートして機関冷却水温が設定値以上高くなったのを検
出した場合）、異常を示すフラグをＯＮにする。このフ
ラグがＯＮ（回転数制御要）であるかを点火時期演算ル
ーチンで判断しくステップ５０１）、ＯＮでない場合、
ステップ５０２に移行して設定回転数ＮＩＩＭＩＮ、　
Ｎ、イＡＸを通常の値に設定した後、第５図のステップ
４０２に進んで前述した実施例で述べたごときの制御が
なされる。

また、このフラグがＯＮの場合、ステップ５０３に移行
して設定回転数Ｎ８□Ｈ＋　　ＮａＭＡＸを必要な回転
数まで下げた後、ステップ５０４に進む。ステップ５０
４では機関の回転数が設定回転数Ｎｌ）ＭｉＮより小さ
いかどうかを判断し、小さいと判断された場合にはその
まま復帰して点火時期は基本点火時期θｉｇにセットさ
れる。また、ステップ５０４で大きいと判断された場合
にはステップ５０５に移行する。ステップ５０５では機
関の回転数が設定回転数ＮＩＩＭＡＭより大きいかどう
かを判断し、大きいと判定された場合ステップ５０６へ
移行して遅角量ΔθｉｇをΔθだけ遅角させ、ステップ
５０７で点火時期を基本点火時期θｉｇより遅角にセッ
トし、復帰する。ステップ５０５でＮＯｌすなわち、回
転数がＮ０□より小さい時はステップ５０８に移行する
。ステップ５０８では回転数の変化ΔＮｅをみてΔＮｅ
がゼロの時はステップ５０７に分岐する。ゼロ以外の時
はステップ５０９に移行し、ΔＮｅが正なら、遅角量Δ
θｉｇをさらにΔθだけ増加しくステップ５１０）、復
帰する。ΔＮｅが負なら遅角量ΔθｉｇをΔθだけ減少
しくステップ５１１）復帰する。以下以上のことを繰り
返して、Ｎａ５＝Ｈ＜　Ｎ　ｅ　＜　ＮＩＩＭＡＸの範
囲内でΔＮｅ＝０となるまで点火時期のフィードバック
が繰り返される。

また、上述した第４図の実施例ではオーバーレプフラグ
をＯＦＦする回転数を第１の回転数とし、オーバーレプ
フラグＯＮの設定回転数と同じにしたが、点火時期のハ
ンチングをおさえる意味でＯＦＦする設定回転数を第１
の設定回転数以下にしてもよい。この場合、第４図のス
テップ３０２と３０３との間に回転数判断ステップを１
つ加えるだけで容易に実行できる。

また、第１．第２．第３それぞれの設定回転数はい（つ
にセットしてもよいし、第２の制御領域の遅角量もバツ
クファイヤが発生しなければ、Ｏを含むいくつに設定し
てもよい。また、第１の制御領域での点火時期の学習量
もエンジンの特性に応じていくつにしてもよい。

また、上述した実施例では第１の制御範囲内に目標とな
る回転数を設定せずに実施したが、目標回転数になるよ
うに制御方法をかえてもよい（例えば第４図のステップ
３０１において、ΔＮｅを目標回転数Ｎ、□、からの偏
差として、ΔＮｅ＝ＮｅＲＥＦ−Ｎｅの演算をするよう
にする）すなわち第１の制御範囲内にあり、かつ目標値
より回転数が低ければ進角し、高ければ遅角し、目標値
と等しければその遅角量でホールドして目標回転数を保
つようにしてもよい。この時、目標値に対し、回転数の
差が大きい時と小さい時で、点火時期の学習量を変化さ
せてもよい。またこのようにしな（ても回転数の変化が
なくなった時、遅角量をホールドするようにしてもよい
。

また、上述した実施例では、回転数の範囲で制御内容を
切りかえたが、回転数の変化率で制御内容を切り換える
ようにしてもよい。すなわち、回転数の上昇率が大きい
時は、低負荷と判断し、点火停止と遅角とを繰り返す第
２の制御方法を実施させ、回転数の上昇率が小さい時は
、高負荷と判断して点火時期のフィードバック制御を実
施させるようにしてもよい。

また上述した実施例においては、本発明を気化器を用い
た４気筒ガソリンエンジンに適用して同時点火コイルを
用いた例について述べたが、燃料噴射式のガソリンエン
ジンに適用してもよく、また、同時点火コイルを用いず
に、各気筒に１個づつのシングル点火コイルを用いたり
、１つの点火コイルに発生する２次電圧をディストリビ
ュータを介して各気筒の点火プラグに分配するようにし
たものにも本発明を適用することができる。また、これ
らに適用した場合には、パンクファイヤーの可能性が少
ないため、第２の設定回転数での点火停止と遅角点火と
の交互の繰り返し制御は不要で第２の設定回転数以上の
ときには連続的に点火を停止するようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、環境条件の変化、経
年変化、エンジン機差等があっても、エンジン回転数に
対応して所定の点火遅角量にフィードバック制御されて
、良好に回転数制御することができるという優れた効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のクレーム対応図、第２図は本発明装置
の一実施例を示すブロック図、第３図〜第５図は第２図
図示装置におけるマイクロプロセッサの作動説明に供す
るフローチャート、第６図および第７図は第２図図示装
置の作動説明に供する各部波形図、第８図は本発明装置
の他の実施例におけるフローチャートである。 １１０・・・回転角度検出装置、１２０・・・点火時期
制御ユニット、１２２・・・マイクロプロセッサ、１３
０・・・点火コイル。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）内燃機関の運転状態に応じて電子的に点火時期を
   制御する内燃機関用点火装置において、内燃機関の回転
   数を検出する回転数検出手段と、この回転数検出手段に
   より検出した内燃機関の回転数が第１の設定値以上の領
   域だけで作動し、そのときの内燃機関の回転数に対応し
   て所定の点火遅角量をフィードバック制御するものてあ
   って、上記領域内での回転数の変化に応じて、回転数が
   増加すると前記点火遅角量を増加させ、回転数が減少す
   ると前記点火遅角量を減少させる点火遅角量制御手段と
   、内燃機関の回転数が上記第１の設定値より高い第２の
   設定値以上で作動し、その時、点火を停止する点火停止
   手段とを備える内燃機関用点火時期制御装置。
2. （２）前記点火停止手段は間歇的に点火を停止するもの
   である特許請求の範囲第１項記載の内燃機関用点火時期
   制御装置。
3. （３）前記点火停止手段は、気筒数だけの連続的点火停
   止と気筒数以上の連続的点火とを交互に繰り返すもので
   ある特許請求の範囲第２項記載の内燃機関用点火時期制
   御装置。
4. （４）前記点火停止手段が動作中における点火時期は遅
   角された値に設定されている特許請求の範囲第３項記載
   の内燃機関用点火時期制御装置。
5. （５）前記点火遅角量制御手段は前回検出した回転数と
   今回検出した回転数との増減変化に応じて前記点火遅角
   量を増減するものである特許請求の範囲第１項記載の内
   燃機関用点火時期制御装置。
6. （６）前記点火遅角量制御手段は目標回転数に対する検
   出回転数の高低に応じて前記点火遅角量を増減するもの
   である特許請求の範囲第１項記載の内燃機関用点火時期
   制御装置。