JPS63314371A - 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、ガソリンエンジンなど電気点火方式の内燃機
関の制御装置に係り、特に自動車用の内燃機関に適用し
て、加速時でのガクガク運転の防止のためのトルク制御
に好適な内燃機関の点火時期制御装置に関する。

〔従来の技術〕

ガソリンエンジンを備えた自動車では、アクセルペダル
を踏み込んで急激な加速操作を行った際に、進行方向の
加速度の大きな脈動、いわゆる加速サージングを伴ない
、ガクガク運転となってしまうことがある。

そこで、このガクガク運転の発生を抑えるため、加速度
を検出し、その大きさに応じてエンジントルクを制御す
る方法が知られているが、このとき、トルク制御の応答
性が充分に得られるように、点火時期制御によりトルク
を制御するよ）にし、たものが、例えば、特開昭６１−
６１４号公報によって提案されている。

ところで、このような制御においては、エンジン回転数
の検出を必要とするが、このためには従来から、クラン
ク角度センサから得られる角度信号を用い、この角度信
号の時間間隔を計測して回転数を検出するようになって
いた。

そして、このときの検出方式としては、クランク軸の１
回転当りに１回程度の頻度で発生されてくる基準信号、
いわゆるＲＥＦを用いる時間制御方式と、クランク軸の
回転に伴って七〇回動角度が１度程度変化する忙つれて
１回の頻度で発生されてくる角度信号、いわゆるＰＯＳ
を用いる角度制御方式の２糧が従来から用いられていた
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術のうち、ＲＥＦＫよる時間制御方式は、ク
ランク角度センサがローコスト化できる反面、ＲＥＦ割
込みでエンジン回転数の検出が行なわれるため、ＰＯＳ
による角度制御方式に比してエンジン回転数の所定時間
当りの変化量を精度良く取込ムという点について配慮が
されておらず、上記したトルク制御に適用して、充分な
ガクガク運転の防止を得るという点で問題があった。

本発明の目的は、ＲＥＦによる時間制御方式によっても
、充分に高精度のエンジン回転数検出が得られるように
した内燃機関の点火時期制御装置の提供にある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、エンジン回転数の検出と、点火時期の制御
のための、このエンジン回転数の取込みとを独立して行
ない、かつ、この回転数の取込みを所定の一定周期で行
なうことにより達成される。

〔作　用〕

エンジン回転数の取込みがエンジン回転数変化の影響を
受けず、常に一定周期で安定して得られるため、回転数
の変化を高精度で検出でき、応答性の良い点火時期制御
がなされ、充分なトルク制御が可能になる。

〔実施例〕

以下、本発明による内燃機関の点火時期制御装置につい
て、図示の実施例により詳細に説明する。

第２図は本発明が適用されたエンジンシステムの一例を
示したもので、この第２図において、エンジンが吸入す
べき空気はエアクリーナ１の入口部２より入り、吸入空
気量を検出する熱線式空気流量計（エアフローセンサ）
３、ダクト４、空気流量を制御する絞弁（スロットルバ
ルブ）を有するスロットルボディ５を通り、コレクタ６
に入る。

ここで、空気は内燃機関７を直通する各吸気管８に分配
され、シリンダ内に吸入される。

一方、燃料は、燃料タンク９から燃料ポンプ１０で吸引
、加圧され、燃料ダンパ１１、燃料フィルタ１２、噴射
弁１３、燃圧レギュレータ１４が配管されている燃料系
に供給される。そして、この燃料は前記レギュレータ１
４により一定の圧力に調整され、吸気管８に設けた噴射
弁（インジェクタ）１３から前記吸気管８内に噴射され
る。

また、前記エアフローセンサ３からは吸入空気量を検出
する信号が出力され、この出力はコントロールユニット
１５に入力される様になっている。

さらに、前記スロットルボディ５には絞弁の開度ヲ検出
するスロットルセンサ１８が取付けられており、このセ
ンサからの信号もコントロールユニット１５に入力され
る様になっている。

１６はディスト（ディスリピユータ）で、このディスト
１６にはクランク角化ンサが内蔵されており、基準信号
、即ちＲＥＦが出力され、前記コントロールユニット１
５に入力される様になっている。

第３図はコントロールユニット１５の詳細を示したもの
で、この図に示す様にＭＰＵ、ＲＯＭ、Ａ／Ｄ変換器と
人出回路を含むＬ　Ｓ　Ｉで構成され、前記エアフロー
センサ３の出力信号やディスト１６の出力信号等により
所定の演算処理を行ない、どの演算結果である出力信号
により前記インジェクタ１３を作動させ、必要な量の燃
料が各吸気管８に噴射される様になっている。また、点
火時期はイグニッションコイル１７のパワートランジス
タに信号を送ることで制御する様になっている。

以上のような構成において、次に本発明の一実施例につ
いて、その制御動作を説明する。

第１図は本発明の一実施例による点火時期の制御方法を
示している。

コントロールユニツ）１５のｃｔｌ）Ｍ　Ｐ　Ｕ＆ｉ、
ｘンジン制御に必要な種々の処理を実行しているが、。

これらの処理の１つとして第１図（ａ）に示す回転数の
検出処理と、他の１つとして第１図（ｂ）に示す点火時
期補正量の算定処理とをそれぞれ独立に実行するように
なっているものであり、このうち、まず、（ａ）の検出
処理は、ＲＥＦの発生によるエンジン回転に同期した割
込みにより、その都度実行され、他方、（ｂ）の算定処
理はタイマー割込などにより、２０ｍ５の一定の周期で
繰返えし実行されるようになっている。

まず、（ａ）の検出処理について説明する。

ステップ１００ このステップでは、ＲＥＦの周期を計測し、それにより
エンジンの回転数Ｎを検出する。なお、このときのＮの
検出は、この処理（ａ）がＲＥＦによる割込みによって
実行されることから、前回の割込み時点から今回の割込
み時点までの時間を計測することにより容易に行なえる
。

ステップ１０１ このステップでは、予め用意しである所定のフラグに対
するクリア処理を行なう。

次に、（ｂ）の算定処理について説明する。

ステップ２００ このステップでは、エンジンの回転数Ｎと、基本点火時
期Ｉ　ＧＮＭ、それにスロットル角度θｔｈの各データ
の取込みを行なう。ここで、回転数Ｎは上記した（ａ）
の処理で求められているデータであり、基本点火時期Ｉ
ＧＮＭは、ＭＰＵによる、図示してない他の処理により
、エアフローセンサ３の信号や回転数Ｎに基くメモリマ
ツプの検索により用意されているものであり、さらにス
ロットル角度θｔｈはスロットルセンサ１８から与えら
れているものである。

ステップ２０１ このステップでは、上記したフラグの状態を調べ、分岐
するか否かを判断する。なお、このとき調べるフラグは
、後述するステップ２０３でセットされると共に、上記
した（ａ）の処理の中のステップ１０１でリセットされ
るようになっている。従って、このステップ２０１での
結果が′１″になるのは、（ａ）の処理の周期が２０ｍ
８以上になって、（ａ）の処理が繰返えされるまでの間
に（ｂ）の処理が２回以上実行されたときの、２回目以
降のときとなる。

ステップ２０２ このステップでは、データＮｏをデータＮ、に移し、ス
テップ２００で読込んだ回転数ＮをデータＮ。にセット
する処理を行なう。

ステップ２０３ このステップでは上記したフラグをセットする。

ステップ２０４ このステップではエンジンが加速状態に制御されたか否
かを調べ、分岐判断を行なう。具体的には、今回読込ん
だスロットル開度０ｔｈと前回のスロットル開度θｔｈ
との差が所定値Δθｔｈに達しているか否かにより判断
すればよい。

ステップ２０５ このステップではデータＮＩ、とＮ、の差のデータΔを
求める処理を行なう。

ステップ２０に のステップでは、データｄＮによるテーブル検索により
点火時期補正量ΔＩＧＮの算出を行なう。

このときのテーブルは第４図のようになっている。

ステップ２０７ このステップでは、差のデータｄＮの符号が正か負かを
調べて分岐を判断する。

ステップ２０８ このステップでは、基本点火時期ＩＧＮＭから点火時期
補正量ΔＩＧＮを減算し、制御に使用すべき点火時期Ｉ
ＧＮを算定する処理を行なう。

ステップ２０９ このステップでは、基本点火時期ＩＧＮＭに点火時期補
正量ΔＩＧＮを加算して制御用の点火時期ＩＧＮとする
処理を行なう。

ステップ２１０ このステップでは、ステップ２０４と同じく、スロット
ル開度８ｔｈの変化率により分岐判断を行なう。

ステップ２１１ このステップでは前回の制御に使用した点火時期ＩＧＮ
をそのまま今回での点火時期ＩＧＮとする処理を行なう
。

ステップ２１２　、２１３ これらのステップは同じ処理を表わし、基本点火時期Ｉ
　ＧＮＭをそのまま点火時期ＩＧＮとする処理を行なう
。

ステップ２１４ このステップでは、点火時期ＩＧＮをメモリの所定のア
ドレスに格納する処理を行なう。なお、このようにして
、所定のアドレスに格納されたデータＩＧＮは、実際の
点火時期制御に使用され、エンジンの点火時期がデータ
ＩＧＮで決められることになる。

次に、本発明の一実施例において、この第１図に示した
処理が実行されたことによる点火時期制御について、以
下に説明する。

まず、アクセルペダルの踏込量が一定に保たれていると
き、及び踏込量が増加されたときでも、七の変化率が所
定値に達してないときには、ステップ２０４、又はステ
ップ２１０での結果がＮｒＮＯ）になるから、このとき
にはステップ２１２、又はステップ２１３が実行された
あとステップ２１４が実行されることになり、エンジン
の点火時期はステップ２００で取込んだ基本点火時期Ｉ
ＧＮＭに保たれ、定常状態での点火時期制御となる。

次に、第５図に示すように、時刻１．でアクセルペダル
の踏込量が多くされ、この結果、ｄｉ時間（２０ｍＳ）
後の時刻１．での変化量が所定値Δθ山を超えたとする
と、このときにはステップ２０４、又はステップ２１０
で加速と判断され、結果がＹ　（ＹＥＳ）になり、従っ
て、ステップ２０８、又はステップ２０９が実行された
あとステップ２１４が実行されることになるので、この
ときには、点火時期は修正された点火時期ＩＧＮとなる
。

しかして、このとき、まず、時刻１．からｔ、までの期
間Ａにおいては、エンジン回転数Ｎが上昇しているため
、その変化率ｄＮ／ｄ　ｔは十となり、このため、ステ
ップ２０７での結果はＹになり、ステップ２０８が実行
されるので、点火時期ＩＧＮは基本点火時期ＩＧＮＭか
ら補正量ΔＩＧＮを減算した値となり、点火時期は遅角
制御となってトルクを減少させるように働く。

次に、時刻ｔ、からｔ、までの期間Ｂにおいては、エン
ジン回転数Ｎが下降しているため、その変化率ｄＮ／ａ
ｔは−になり、このため、ステップ２０７での結果はＮ
となり、今度はステップ２０９が実行されるので、点火
時期ＩＧＮは基本点火時期ＩＧＮＭに補正量ΔＩＧＮを
加算した値となり、点火時期が進角されてトルクが増加
されるように働く。

ところで、このようなエンジンシステムでは、スロット
パルプ５を開いて加速操作を行なうと、エンジン回転数
Ｎは第６図に示すように周期的な変動を伴ないながら上
昇してゆく。なお、これは、いわゆる加速サージングと
呼ばれる現象忙よるものであることは、前述の通りであ
る。

しかして、このときのエンジン回転数Ｎの変動幅が成る
程度以上大きくなり、かつ、かなり持続して現われると
、いわゆるガクガク運転となってしまう。

しかるに、上記実施例によれば、第５図に示すように、
加速操作が検出された時点ｔ、以後、エンジン回転数Ｎ
の変化に合わせ、それを打消す方向でのエンジントルク
となるような点火時期の修正制御が自動的に与えられる
ことになり、第６図に示すように、エンジン回転数Ｎの
変化が抑えられ、速やかに収斂されてしまうため、ガク
ガク運転の発生を充分に抑えることができる。

ここで、上記実施例におけるエンジン回転数Ｎの変動ｄ
Ｎの検出について説明すると、第１図に示すように、こ
の実施例では、この変動ｄＮの算定が、ＲＥＦによる回
転数の検出処理とは独立に、一定の時間間隔（２０ｍｓ
）で周期的に行なわれる算定処理（ｂ）によって与えら
れるようになっており、この結果、第７図に示すように
、データｄＮの算出が一定の周期’ｌ’１ｍｓの擬似ウ
ィンドウとでもいうべきウィンドウ毎に安定に得られる
ことになり、第６図に示すように充分なガクガク運転抑
制が可能になるのであるが、他方、従来のＲＥＦによる
時量制御方式では、ＲＥＦ割込で回転数Ｎが検出され、
変動ｄＮは燃料噴射パルス幅を算出する１０ｍ　Ｓのタ
スクで算定しているため、第８図に示すようになり、点
火時期との関係で回転数Ｎが変化していない部分が取込
まれると、このときには点火時期の修正が得られず、ガ
クガク運転を抑えるために必要な、充分なトルクの制御
が行なわれなくなってしまう。

また、このとき、回転数Ｎのサンプリングタイムは回転
数によって変化し、不安定となり、結局、従来の時間制
御方式では、充分なガクガク運転の抑制が得られなくな
ってしまうのである。

なお、従来例においても、ＰＯＳを用いた角度制御方式
では、エンジン回転数Ｎの検出が第９図に示すようにＴ
、ｍｓのウィンドウの中でＰＯＳのカウントにより与え
られるようになっており、変動ｄＮはＴ、ｍｓのウィン
ドウ毎に得られることになり、第１０図に示すように優
れた運転性が得られるのであるが、この第１０図と本発
明の実施例による第６図の特性とを比較してみれば明ら
かなように、本発明の実施例では、ＰＯＳを用いずに、
ＲＥＦを用いているＫもかかわらず、同等の運転性が得
られていることが判る。

ところで、第１図から明らかなように、上記実施例では
、ステップ１０１　、２０１　、２０３が設けられ、こ
れにより回転数Ｎの検出が遅れたときには、ステップ２
１１により前回の点火時期ＩＧＮを再度、そのまま使用
するようになっており、この結果、どのようなときでも
点火時期の修正が失われることがな（、従って、ガクガ
ク運転をさらに良好に抑えることができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、回転数の検出と、点火時期の修正とを
独立して実行するようにしたから、エンジン回転数の検
出にＰＯＳを用いず、ＲＥＦだけで検出するようにして
も、充分な精度で点火時期の修正制御を行なうことがで
き、ローコストで、しかも充分忙ガクガク運転の発生を
抑えることができる内燃機関の点火時期制御装置を容易
に提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による内燃機関の点火時期制御装置の動
作を示すフローチャート、第２図は本発明の一実施例が
適用されたエンジンシステムの一例を示す構成図、第３
図はコントロールユニットの構成図、第４図は点火時期
補正量を表わす特性図、第５図は本発明の一実施例の動
作説明図、第６図は本発明の一実施例の効果を説明する
特性図、第７図は本発明における回転数検出の説明図、
第８図は従来の時間制御方式による回転数検出の説明図
、第９図は角度検出方式による回転数検出の説明図、第
１０図は角度検出方式における効果を説明する特性図で
ある。 ３・・・・・・エアフローセンサ、７・・・・・・内燃
機関、１３・・・・・・インジェクタ、１５・・・・・
・コントロールユニット、１６・・・・・・クランク角
センサ内蔵のディストリビュータ、１７・・・・・・イ
クニッションコイル、１８・・・・・・スロットルセン
サ。 第１　図 拓３図 第４図 ｄＮ（ｒρｍ） 皐５図 第６図 ε テ 第７図 第８図 ′第９図 ｄＮ　（ｒｐｍ） 箒１ｏ図 ε 時　間（ｓｅｃ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、エンジン回転数の変化率に基いて所定の点火時期補
   正量を算定し、エンジンが加速制御された後の所定の期
   間中、上記所定の点火時期補正量による基本点火時期の
   修正制御を行なうようにした内燃機関の点火時期制御装
   置において、上記エンジン回転数の検出処理と、上記所
   定の点火時期補正量の算定処理とを独立に実行する制御
   手段を設け、上記検出処理をエンジンの回転に同期して
   周期的に実行し、上記算定処理を所定の一定の時間ごと
   に周期的に実行するように構成したことを特徴とする内
   燃機関の点火時期制御装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、上記検出処理の実
   行周期が上記算定処理の実行周期より大となつたときに
   は、前回の処理で算定されている点火時期補正量を再度
   用いて上記修正制御が行なわれるように構成したことを
   特徴とする内燃機関の点火時期制御装置。