JPH01219352A - エンジン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〕 この発明は、エンジンの負荷及び回転数に基づいてエン
ジンの点火時期を制御するエンジンの点火時期制御装置
に関するものである。

〔従来の技術〕

従来のこの種の装置は、エンジンの回転数に応じた回転
信号を発生する回転信号発生手段とこの回転信号を入力
し、瞬時回転数及び平均回転数を計算する回転数演算手
段と上記エンジンの負荷を検出する負荷検出手段と上記
エンジンの負荷及び回転数に基づいて上記エンジンの点
火時期を制御する点火時期制御手段と上記平均回転数と
瞬時回転数との偏差により上記点火時期を補正する補正
手段とを備え、例えばアイドル時の回転数を上記補正手
段による上記点火時期の補正により安定化させていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のエンジンの点火時期制御装置は以上のように構成
されているので、例えばターラアイドルアップ等により
上記エンジンの回転数を上昇方向に制御する場合瞬時回
転数の上昇変化に対して平均回転数の追従が遅れるため
に上記補正手段により上記点火時期を補正すると点火時
期を遅角方向に制御してしまい、回転数の上昇率を低下
させる方向に制御するので負荷変動に対応して適当な点
火時期に設定できなく素早く所要の回転数に制御するこ
とができない等の課題があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされた
もので、負荷が変化した時から所定時間は点火時期の補
正をしないようにして適当な点火時期を設定することが
できるエンジンの点火時期制御装置を得ることを目的と
する。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係るエンジンの点火時期制御装置は、平均回
転数と瞬時回転数との偏差により点火時期を補正する補
正手段を備えた装置において、エンジンの負荷が変化し
たことを検出する負荷変化検出手段を設け、補正手段は
負荷変化検出時から所定時間点火時期の補正を行わない
ようにしたものである。

（作　用） この発明におけるエンジンの点火時期制御装置は、クー
ラアイドルアップ等により負荷が変化した時に補正手段
がその時から所定時間点火時期を遅角方向に補正しない
ために回転上昇率を抑制することなく素早く所要の回転
数に到達させることができる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図面と共に説明する。第１
図はこの発明の一実施例によるエンジンの点火時期制御
装置の構成を示し、ｌは例えば自動車等に搭載される周
知のエンジン、１ｏは後述のカルマン渦式エアフローセ
ンサ（以下、ＡＦＳと称す、）１３の上流側に配設され
たエアクリーナ、１１はサージタンク、１２はスロット
ルバルブ、１２Ａはアイドル時のスロットルバルブ１２
の位置を検出するアイドルスイッチ、１３は吸気量を検
出するＡＦＳ、１４はインジェクタ、１５は吸気管、１
６は排気管である。ＡＦＳ　１３はエンジン１に吸入さ
れる空気量に応じた周波数のパルスを出力し、クランク
角センサ１７はエンジン１の回転に応じてクランク角信
号としてのパルス（例えばパルスの立上りから次の立上
りまでクランク角で１８０°とする。）と例えばクラン
ク角ｌ°毎の１°信号を出力する。１８はエンジン１の
冷却水温を検出する水温センサ、１９は自動車のクーラ
等の空調機に接続され、オン時にその空調機をエンジン
１に連結して作動させるための空調スイッチである。２
０はＡＮ検出手段で、ＡＦＳ１３の出力とクランク角セ
ンサ１７の出力とにより、エンジン１の所定クランク角
度間に入るＡＦＳ１３の出力パルス数を計数する。２１
は制御手段で、アイドルスイッチ１２Ａの出力、エンジ
ン１の所定のクランク角を検出するクランク角センサ１
７の出力、水温センサ１８の出力、空調スイッチ１９の
出力及びＡＮ検出手段２０の出力を入力され、エンジン
１の所定のクランク角区間の吸気量に対応してインジェ
クタ１４の駆動時間を制御し且つその吸気量と回転数に
対応して点火コイル２２の通電を制御し、又、アイドル
状態時に平均回転数と瞬時回転数との偏差から点火時期
を補正し、これによってエンジン１に供給する燃料量及
び点火時期を制御する。又、この制御手段２１は例えば
空調スイッチ１９がオンされてエンジン１の負荷が変化
した時から所定時間内ではアイドルスイッチ１２Ａがオ
ン時のアイドル状態時であっても、算出したエンジン１
の平均回転数と瞬時回転数との偏差から点火時期を補正
することをしないように構成されている。又、点火コイ
ル２２はその出力電圧を配電器２３を介して点火プラグ
２４に供給して点火を行う。

第２図はこの実施例のより具体的構成を示し、３０はア
イドルスイッチ１２Ａ、ＡＦＳ　１３．水温センサ１８
．空調スイッチ１９及びクランク角センサ１７の出力を
入力され、エンジン１の各気筒毎に設けられた４つのイ
ンジェクタ１４及び点火コイル２２を制御する制御装置
であり、制御装置３０は第１図のＡＮ検出手段２ｏ及び
制御手段２１に相当し、ＣＰυ３１Ａ、第３図と第５図
と第６図のフローをプログラムで格納していると共に各
種判定用や演算用のデータを予め格納しているＲＯＭ３
１　Ｂ、ワークメモリとしてのＲＡＭ３１Ｃ等を有する
マイクロコンピュータ（以下、マイコンと称す。）３２
等により構成される。又、アイドルスイッチ１２Ａはマ
イコン３２の入力端子Ｐ１に接続されている。ＡＦＳ　
１３の出力端子はカウンタ３３及びマイコン３２の入力
端子Ｐ３に接続される。３４は水温センサ１８とＡ／Ｄ
コンバータ３５との間に接続されたインタフェースで、
Ａ／Ｄコンバータ３５の出力はマイコン３２に入力され
るように構成されている。３６は波形整形回路で、クラ
ンク角センサ１７の出力が入力され、その出力はマイコ
ン３２の割込入力端子Ｐ４及びカウンタ３７に入力され
る。カウンタ３７の出力もマイコン３２に入力されるよ
うに接続されている。又、３８はマイコン３２の割込入
力端子Ｐ５に接続されたタイマ、３９はバッテリ電圧ｖ
１をＡ／Ｄ変換し、マイコン３２に入力するＡ／Ｄコン
バータ、４０は空調スイッチ１９とマイコン３２との間
に接続されたドライバである。４３はマイコン３２とド
ライバ４４との間に設けられたタイマで、ドライバ４４
の出力は各インジェクタ１４に接続される。４５はクラ
ンク角センサ１７の出力を入力されるインタフェースで
、クランク角の第２のパルスである１０信号をタイマ４
６゜４７に入力する。タイマ４７は波形整形回路３６の
出力及びマイコン３２の出力も入力され、その出力はタ
イマ４６及びＤ−Ｆ／Ｆ４Ｂのリセット端子に入力し、
タイマ４６はマイコン３２の出力も入力されてその出力
はＤ−Ｆ／Ｆ　４　Ｂのセット端子に入力する。Ｄ−Ｆ
／Ｆ４８の出力はドライバ４９を介して点火コイル２２
に入力される。

次に、上記構゛成の動作を説明する。アイドルスイッチ
１２Ａの出力はマイコン３２の入力端子ＰＬに入力され
る。ＡＦＳ１３の出力はカウンタ３３に入力され、カウ
ンタ３３はＡＦＳ１３の出力の立上りエツジ間の周期を
測定する。マイコン３２はＡＦＳ　１３の出力の立上り
を割込入力端子Ｐ３に入力され、ＡＦＳ　１３の出力パ
ルス周期毎に割込処理を行い、カウンタ３３により計測
された周期を測定する。又、水温センサ１８の出力はイ
ンタフェース３４により電圧に変換され、Ａ／Ｄコンバ
ータ３５により所定時間毎にデジタル値に変換されてマ
イコン３２に取込まれる。クランク角センサ１７の出力
は波形整形回路３６を介してマイコン３２の割込入力端
子Ｐ４．タイマ４７及びカウンタ３７に入力される。マ
イコン３２はクランク角センサ１７の出力の立上り毎に
割込処理を行い、この立上り間の周期をカウンタ３７の
出力から検出する。タイマ３８は所定時間毎にマイコン
３２の割込入力端子Ｐ５へ割込信号を発生する。

Ａ／Ｄコンバータ３９はバフテリ電圧■、をＡ／Ｄ変換
し、マイコン３２は所定時間毎にこのバッテリ電圧のデ
ータを取込む、空調スイッチ１９０オン・オフ信号はド
ライバ４０を介してマイコン３２に入力される。タイマ
４３はマイコン３２によりプリセットされ、マイコン３
２の出カポ−）Ｐ２よりトリガされて所定幅のパルスを
出力し、この出力がドライバ４４を介してインジェクタ
１４を駆動する。又、マイコン３２はタイマ４６に通電
角Ｔ′、を設定するとともにタイマ４７に点火時期Ａを
設定する。

第１Ｏ図において、（ａ）はクランク角センサ１７のク
ランク角信号、（ハ）はクランク角センサ１７の１°信
号、（Ｃ）はタイマ４７の動作状態、（ロ）はタイマ４
６の動作状態、（ｅ）はＤ−Ｆ／Ｆ４８のＱ出力、（ｆ
）は点火コイル２２の通電電流を夫々示す、第１０図に
示すように、タイマ４６．４７はクランク角センサ１７
から出力される１°信号をカウントし、０になった時Ｄ
−Ｆ／Ｆ４８へ信号を出力する。

タイマ４７はクランク角信号の立上りでカウントを開始
し、ＯになるとＤ−Ｆ／Ｆ４Ｂをリセットし、点火コイ
ル２２の電流を遮断する。タイマ４６はタイマ４７が０
になワたときに１′″信号によりカウントダウンを開始
し、０になるとＤ−Ｆ／Ｆ４８をセットし、点火コイル
２２に通電する。

次に、マイコン３２内のＣＰＵ３１Ａの動作を第３図〜
第８図により説明する。第３図はＣＰＵ３１Ａのメイン
プログラムを示し、ＣＰＵ３１Ａにリセット信号が入力
されると、ステップ１００でＲＡＭ３１Ｃ１入出力ポー
ト等をイニシャライズし、ステップ１０１で水温センサ
１８の出力をＡ／Ｄ変換し、ＲＡＭ３１　ＣにＷＴとし
て記憶する。ステップ１０２ではバッテリ電圧Ｖ、をＡ
／Ｄ変換してＲＡＭ３１　ＣへＶＢとして記憶する。ス
テップ１０３ではクランク角センサ１７の周期Ｔ８より
３０／Ｔえの計算を行い、回転数Ｎｅを算出する。ステ
ップ１０４では後述の負荷データＡＮと回転数Ｎｅより
ＡＮ−Ｎｅ／３０の計算を行い、ＡＦＳ１３の出力周波
数Ｆａを計算する。ステップ１０５では出力周波数Ｆａ
より第４図に示すようにＦａに対して設定されたｆｌよ
り基本駆動時間変換係数に７を計算する。ステップ１０
６では変換係数に２を水温データＷＴにより補正し、駆
動時間変換係数に１　としてＲＡＭ３１　Ｃに記憶する
。ステップ１０７ではバッテリ電圧データＶＢより予め
ＲＯＭ３１　Ｂに記憶されたデータテーブルｆ３をマツ
ピングし、ムダ時間Ｔ、を計算してＲＡＭ３１　Ｃに記
憶する。ステップ１０８では回転数Ｎｅで点火コイル２
２の通電角Ｔ、＠を計算し、ステップ１０９でＴ’　ｏ
−＝　１８０−　Ｔ　ｏｈを計算し、ステップ１１０で
タイマ４６へＴ’　ＤＨを設定する。

ステップ１１０の処理後は再びステップ１０１の処理を
くり返す。

第５図は割込入力端子Ｐ３への割込入力即ちＡＦＳ１３
の出力信号に対する割込処理を示す。

ステップ２０１ではカウンタ３３の出力Ｔｖを検出し、
カウンタ３３をクリアする。このＴ１はＡＦＳ１３の出
力の立上り間の周期である。ステップ２０２では周期Ｔ
ＦをＡＦＳ１３の出力パルス周期ＴＡとしてＲＡＭ３１
　Ｃに記憶し、ステップ２０３では積算パルスデータＰ
７に残りパルスデータＰ、を加算し、新しい積算パルス
データＰ１１とする。この積算パルスデータＰ１はクラ
ンク角センサ１７の立上り間に出力されるＡＦＳ　１３
の出力パルス数を積算するものであり、ＡＦＳ１３の１
パルスに対し処理の都合上１５６倍して扱っている。ス
テップ２０４では残りパルスデータＰ。

に１５６を設定して割込処理を終了する。

第６図（Ａ）及び第６図（Ｂ）はクランク角センサ１７
の出力によりマイコン３２の割込入力端子Ｐ４に割込信
号が発生した場合のＣＰＵ３１Ａの割込処理を示す、ス
テップ３００ではクランク角センサ１７のクランク角信
号の立上り間の周期をカウンタ３７より読み込み、周期
Ｔ、ｌとしてＲＡＭ３１Ｃに記憶し、カウンタ３７をク
リヤする。ステップ３０１Ａで周期積算値ＴＴっに周期
Ｔ１を加算してＴｉ８を更新してＲＡＭ３１Ｃに記憶す
る。

ステップ３０１Ｂで周期積算回数Ｎ、に１を加算してＮ
１を更新してＲＡＭ３１　Ｃに記憶する。ステップ３０
２で周期Ｔ１内にＡＦＳ１３の出力パルスがある場合は
、ステップ３０３でその直前のＡＦＳ１３の出力パルス
の時刻ｔ。ｌとクランク角センサ１７の今回の割込時刻
ｔａｘの時間差Δｔ−ｔｏｗ−ｔｏ＋を計算し、これを
周期Ｔ、とし、周期Ｔつ内にＡＦＳ１３の出力パルスが
無い場合は、ステップ３０４で周期Ｔ１を周期Ｔ、とす
る。ステップ３０５では１５６　Ｘ　Ｔ　ｓ／　Ｔ　ａ
の計算より、時間差ΔｔをＡＦＳ１３の出力パルスデー
タΔＰに変換する。即ち、前回のＡＦＳ　１３の出力パ
ルス周期と今回のＡＦＳ１３の出力パルス周期が同一と
仮定してパルスデータΔＰを計算する。ステップ３０６
ではパルスデータΔＰが１５６以下ならばステップ３０
８へ、大きければステップ３０７でΔＰを１５６にクリ
ップする。ステップ３０８では残りパルスデータＰＩｌ
からパルスデータΔＰを減算し、新しい残りパルスデー
タＰＤとする。

ステップ３０９では残りパルスデータＰＤが０以上であ
ればステップ３１３へ、他の場合にはパルスデータΔＰ
の計算値がＡＦＳ１３の出力パルスよりも大きすぎるの
でステップ３１０でパルスデータΔＰをＰ、と同じにし
、ステップ３１２で残りパルスデータＰ、をゼロにする
。ステップ３１３では積算パルスデータＰいにパルスデ
ータΔＰを加算し、新しい積算パルスデータＰ、ｌとす
る。このデータＰＩが、今回のクランク角センサ１７の
立上り間にＡＦＳ　１３が出力したと考えられるパルス
数に相当する。ステップ３１４ではクランク角センサ１
７の前回の立上りまでに計算された負荷データＡＮと積
算パルスデータＰａ　とフィルタ定数に＋　、ｋｉ　と
より、ｋｌ、ＡＮ＋に２・Ｐ、の計算を行い、結果を今
回の新しい負荷データＡＮとする、ステップ３１５では
この負荷データＡＮが所定値αより大きければステップ
３１６でαにクリップし、エンジン１の全開時において
も負荷データＡＮが実際の値よりも大きくなりすぎない
ようにし、そうでなければステップ３１７に進む。

ステップ３１７で積算パルスデータｐＨをクリヤする。

ステップ３１８では負荷データＡＮと駆動時間変換係数
に＋　、ムダ時間Ｔｌｌより駆動時間データＴ＋−ＡＮ
、に＋＋Ｔｏの計算を行い、ステップ３１９で駆動時間
データＴ、をタイマ４３に設定し、ステップ３２０でタ
イマ４３をトリガすることによりデータＴ、に応じてイ
ンジェクタ１４が４本同時に駆動される。ステップ３２
１では上記したＴ８より回転数Ｎ、を計算し、ステップ
３２２ではＡＮとＮ、より点火時期Ａを予めＲＯＭ３１
Ｂに記憶された第７図に示すデータテーブルｆｓよリマ
ッピングして求めてＲＡＭ３１　Ｇに記憶する。

ステップ３２３では上記した周期積算回数Ｎｍが６４に
なったか否かを判定し、６４になっていなければステッ
プ３２６に進み、６４になっていればステップ３２４に
て上記した周期積算値Ｔ□をｍｍいてＮ−ａ＝　３０　
／　（Ｔｙ＊／　６４　）の演算を行って平均回転数Ｎ
、Ａを算出してＲＡＭ３１　Ｃに記憶する。ステップ３
２５にてＴｔ＊−０、Ｎｍ−Ｑ　　にリセットしてステ
ップ３２６に進む、ステップ３２６ではエンジン１の負
荷が変化したか否かを判定する。この判定は、例えば空
調スイッチ１９からの信号をドライバ４０を介して読込
んでその信号に対応してフラグを立て前回と今回のフラ
グの状態の比較により前回オフから今回オンに変化した
か否かを行う、負荷が変化すればステップ３２７にて遅
れ時間Ｔ、■に１秒を設定する。但し、この遅れ時間Ｔ
ＤＬ、ｔは例えばタイマ３８によって所定時間毎に割込
みがかけられ割込処理される毎にその所定時間分減算さ
れる。ステップ３２８ではアイドルスイッチ１２Ａがオ
ンかオフかを判定し、オフならばステップ３３１に進み
、オンならばステップ３２９にて遅れ時間Ｔ　ｍＬＶが
０になったか否かを判定し、０でないならばステップ３
３１に進み、Ｏならばステップ３３０に進む、ステップ
３３０では平均回転数Ｎ、１と瞬時回転数Ｎ、と補正ゲ
インＧＡと先に求めた点火時期ＡとからＡ十ＧＡＸ（Ｎ
、Ａ−Ｎ、）の演算を行ってその演算値を補正した新た
な点火時期Ａとする。なお、偏差ΔＮ＝Ｎ、、−Ｎ、と
アイドル時点火時期補正量Ｇａ　ｘ（Ｎ、、−Ｎ、）の
関係は第８図に示した関係となる。

ステップ３３１では点火時期Ａをタイマ４７に設定して
割込処理を終了する。

第９図は第３図及び第５図〜第６図の処理のタイミング
を示したものであり、（萄はＡＦＳ１３の出力を示し、
［有］）はクランク角センサ１７のクランク角信号を示
し、（Ｃ）は残りパルスデータＰ、を示し、ＡＦＳ１３
の出力の立上り毎に１５６に設定され、クランク角セン
サ１７の出力の立上り毎に例えばＰ□＝　Ｐ　Ｄ　　１
５６　Ｘ　Ｔ　ｓ　／　Ｔ　ａの計算結果に変更される
。（イ）は積算パルスデータＰ、の変化を示し、ＡＦＳ
１３の出力の立上り毎に、残りパ、ルスデータＰＤが積
算される様子を示している。

尚、上記実施例では、クランク角センサ１７の立上り間
のＡＦＳ１３の出力パルスをカウントしたが、これは立
下り間でも良（、又クランク角センサ１７の数周期間の
ＡＦＳ１３の出力パルス数をカウントしても良い、又、
ＡＦＳ１３の出力パルスをカウントしたが、出力パルス
数にＡＦＳ１３の出力周波数に対応した定数を乗じたも
のを計数しても良い。

又、第８図の関係をマツプにしてＲＯＭ３１Ｂに格納し
ておき、偏差ΔＮ（−Ｎ。−Ｎ、）を用いてマツピング
することによりアイドル時点火時期補正量を算出して点
火時期Ａを求めてもよい。

さらに、負荷が変化したか否かを判定する場合、負荷デ
ータＡＮの変化を検出してもよ（、又、自動変速機のニ
ュートラルセーフティ信号等を検出してもよい、又、遅
れ時間Ｔ　１１　Ｌ　ｖの計測についてはマイコン３２
の外部に専用のタイマを設けてもよいし、そのタイマを
マイコン３２に内蔵させといてもよい。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、エンジンの負荷変動が
あった時には所定時間だけ平均回転数と瞬時回転数との
偏差から点火時期を補正するこ・とをしないように構成
したので、エンジンの負荷変動に対応して適当な点火時
期を設定することができ、素早（所要の回転数にするこ
とができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係るエンジンの点火時期
制御装置の構成図、第２図は同エンジンの点火時期制御
装置の具体例としての一実施例を示す構成図、第３図は
この発明の一実施例による上記装置のメインルーチンを
示すフロー図、第４図はＡＦＳ出力周波数に対する基本
駆動時間変換係数の関係を示す図、第５図、第６図（Ａ
）及び第６図ＣＢ）　はこの発明の一実施例によるエン
ジンの点火時期制御装置の動作の割込処理ルーチンを示
すフロー図、第７図はＲＯＭに記憶された点火時期マツ
プを示す図、第８図は点火時期補正量特性図、第９図は
第５図及び第６図のフローのタイミングを示すタイミン
グ図、第１０図は点火コイルのオン・オフ動作を示すタ
イミング図である。 図中、１・・・エンジン、１２・・・スロットルバルブ
、１３・・・ＡＦＳ、１７・・・クランク角センサ、１
９・・・空調スイッチ、２０・・・ＡＮ検出手段、２１
・・・制御手段、２２・・・点火コイル。 なお、図中同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジンの回転数に応じた回転信号を発生する回転信号
   発生手段、上記回転信号を入力し瞬時回転数及び平均回
   転数を計算する回転数演算手段、上記エンジンの負荷を
   検出する負荷検出手段、上記エンジンの負荷及び瞬時回
   転数に基づいて上記エンジンの点火時期を制御する点火
   時期制御手段及び上記平均回転数と瞬時回転数との偏差
   により上記点火時期を補正する補正手段とを備えたエン
   ジンの点火時期制御装置において、上記エンジンの負荷
   が変化したことを検出する負荷変化検出手段を設け、上
   記補正手段は上記負荷変化検出手段による検出時から所
   定時間、上記点火時期の補正を行わない事を特徴とする
   エンジンの点火時期制御装置。