JPH09112395A - エンジンの点火制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 点火コイルの過負荷を防止しつつ、点火エネ
ルギーの増大を図る。 【解決手段】 高ＥＧＲ制御中のとき、あるいは、リー
ンバーン制御中のとき、点火コイルの最大許容使用継続
時間設定値Ｔlimをバッテリ電圧ＶBに基づいて設定し、
ドエル延長実施後の経過時間を表わすカウント値Ｃ１が
最大許容使用継続時間設定値Ｔlimに達したか否かを調
べる。そして、Ｃ１＜Ｔlimのときには、ドエル延長フ
ラグＦUPをセットしてドエル延長を指示し点火エネルギ
ーを増大させ、Ｃ１≧Ｔlimのとき、ドエル延長フラグ
ＦUPをクリアしてドエル延長の中止を指示すると共に中
止フラグＦSをセットしてドエル延長を伴うリーンバー
ン制御及び高ＥＧＲ制御の中止を指示することにより、
点火コイルの保護を図ると共に制御性の悪化を防止す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、点火コイルの通電
時間を制御して点火エネルギーの増大を図るエンジンの
点火制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、火花点火エンジンにおいては、
点火コイルの一次電流を遮断する際に発生する二次高電
圧を点火プラグに印加して放電させる点火装置が広く採
用されているが、安定した燃焼を確保するために要求さ
れる点火エネルギーは、燃焼方式や運転状態等によって
変化する。

【０００３】例えば、エンジンの排気ガスの一部を吸気
側に還流させ、混合気の燃焼温度を下げて排気ガス中の
窒素酸化物（ＮＯX）を低減する排気ガス再循環（ＥＧ
Ｒ）を大量に行うエンジンや、希薄混合気での燃焼を行
うリーンバーンエンジンでは、安定した燃焼を確保する
ために大きな点火エネルギーを必要とする。

【０００４】このため、従来より点火エネルギーを増大
させる技術が種々提案されており、特開昭６０−２２０
７２号公報には、機関の加速時、通電開始タイミング
を、機関の加速状態に応じて定常時よりも早めて通電時
間を長くする技術が開示されており、また、特開昭６２
−１７４５６６号公報には、点火コイルの最大通電時間
を決定し、点火コイルの通電電流を検出して最大閉路率
（閉路率：点火周期に対する点火コイル通電時間の割
合）を機関の運転状態やバッテリ電圧により可変する技
術が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術は、１回の点火毎における点火コイルの一次電流を
制御するものであり、運転状態に応じて点火エネルギー
を増大させる必要があるときに点火コイルの通電時間を
通常よりも長くしているため、要求点火エネルギーが大
きい運転状態が長く続くと、点火コイルが過負荷となる
虞がある。

【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、点火コイルの過負荷を防止しつつ、点火エネルギー
の増大を図ることのできるエンジンの点火制御装置を提
供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
図１の基本構成図に示すように、エンジンのクランク位
置に基づいて、点火コイルの通電時間及び通電遮断タイ
ミングを設定する点火設定手段と、設定運転状態下にお
いて上記点火コイルの通電時間を延長させる通電時間延
長手段と、上記点火コイルの通電時間が延長された後の
経過時間を計時し、その経過時間が設定時間以上となっ
たとき、上記点火コイルの通電時間延長を中止させる通
電時間復帰手段とを備えたことを特徴とする。

【０００８】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、上記設定運転状態が希薄混合気の燃焼制御
による運転状態であり、上記通電時間復帰手段は、上記
点火コイルの通電時間の延長を中止させるとき、同時
に、希薄混合気の燃焼制御を中止させることを特徴とす
る。

【０００９】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明において、上記設定運転状態が設定量以上の排気ガス
再循環を行う運転状態であり、上記通電時間復帰手段
は、上記点火コイルの通電時間の延長を中止させると
き、同時に、設定量以上の排気ガス再循環を中止させる
ことを特徴とする。

【００１０】すなわち、請求項１記載の発明では、設定
運転状態下では、点火コイルの通電時間を延長すること
により点火エネルギーを増大させて点火を行い、設定時
間が経過すると、通電時間延長を中止して点火コイルを
保護する。

【００１１】この場合、請求項２に記載したように、希
薄混合気の燃焼制御による運転状態下では、点火コイル
通電時間の延長中止と同時に、希薄混合気の燃焼制御を
中止させ、また、請求項３に記載したように、設定量以
上の大量の排気ガス再循環を行う運転状態下では、点火
コイル通電時間の延長中止と同時に、設定量以上の大量
の排気ガス再循環を中止させる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図面は本発明の実施の一形態を示
し、図２はドエル延長実施／中止判別ルーチンのフロー
チャート、図３は気筒判別・エンジン回転数算出ルーチ
ンのフローチャート、図４は燃料噴射量設定ルーチンの
フローチャート、図５はＥＧＲ制御ルーチンのフローチ
ャート、図６は点火制御ルーチンのフローチャート、図
７はθ1クランクパルス割込みルーチンのフローチャー
ト、図８はＴDWL割込みルーチンのフローチャート、図
９はθ2クランクパルス割込みルーチンのフローチャー
ト、図１０はＴADV割込みルーチンのフローチャート、
図１１は点火のタイミングチャート、図１２はエンジン
制御系の概略構成図、図１３はクランクロータとクラン
ク角センサの正面図、図１４はカムロータとカム角セン
サの正面図、図１５は電子制御系の回路構成図である。

【００１３】図１２において、符号１はエンジンであ
り、図においては水平対向型４気筒エンジンを示す。こ
のエンジン１のシリンダブロック１ａの左右両バンクに
は、シリンダヘッド２がぞれぞれ設けられ、各シリンダ
ヘッド２に吸入ポート２ａと排気ポート２ｂとが形成さ
れている。

【００１４】上記吸気ポート２ａには、インテークマニ
ホルド３が連通され、このインテークマニホルド３の上
流側集合部に形成されたエアチャンバ４を介して吸気管
５が連通されている。一方、上記排気ポート２ｂには、
エキゾーストマニホルド６を介して排気管７が連通さ
れ、この排気管７に触媒コンバータ８が介装されてマフ
ラ９に連通されている。

【００１５】上記吸気管５の上流の空気取入れ口側に
は、エアクリーナ１０が取付けられ、中途にスロットル
弁１１が介装されている。さらに、上記吸気管５には、
上記スロットル弁１１をバイパスするバイパス通路１２
が接続されており、このバイパス通路１２にアイドルス
ピードコントロールバルブ（ＩＳＣＶ）１３が介装され
ている。

【００１６】また、上記インテークマニホルド３の各気
筒の各吸気ポート２ａの直上流側にはインジェクタ１４
が臨まされ、上記シリンダヘッド２の各気筒毎に、その
先端を燃焼室に露呈する点火プラグ１５ａが取付けられ
ている。この点火プラグ１５ａには、各気筒毎に配設さ
れた点火コイル１５ｂを介してイグナイタ１６が接続さ
れている。

【００１７】一方、符号１７は、ＥＧＲ通路であり、こ
のＥＧＲ通路１７の一端が上記シリンダヘッド２に形成
した少なくとも１つの排気ポート２ｂに連通され、他端
が上記エアーチャンバ４に連通されている。また、この
ＥＧＲ通路１７の中途には、ダイヤフラムアクチュエー
タからなるＥＧＲ弁１８が介装されている。

【００１８】上記ＥＧＲ弁１８は、上記ＥＧＲ通路１７
を開閉する弁体１８ａと、ダイヤフラムによって弁体１
８ａ側から仕切られ、上記弁体１８ａを閉弁方向に付勢
するスプリングを格納した圧力室１８ｂとから構成され
ている。上記圧力室１８ｂは上記吸気管５の上記スロッ
トル弁１１の直下流に制御圧通路１９を介して連通さ
れ、この制御圧通路１９にＥＧＲ制御用デューティソレ
ノイド弁２０が介装されている。

【００１９】上記ＥＧＲ制御用デューティソレノイド弁
２０は、上記制御圧通路１９に連通するポートと、上記
ＥＧＲ弁１８の圧力室に連通するポートと、大気側に連
通するポートとを有する電磁三方弁であり、後述する電
子制御装置４０（ＥＣＵ４０；図１５参照）から出力さ
れる制御信号のデューティ比に応じて上記制御圧通路１
９に連通するポートの弁開度が調節され、上記吸気管５
側の圧力と大気圧とが調圧されて上記ＥＧＲ弁１８の圧
力室１８ｂに制御圧が供給される。

【００２０】本形態においては、上記ＥＧＲ制御用デュ
ーティソレノイド弁２０に出力される制御信号のデュー
ティ比が小さい程、上記制御圧通路１９に連通するポー
トの弁開度が小さくなって上記ＥＧＲ弁１８の圧力室１
８ｂに供給される制御圧が大気圧に近くなり、上記ＥＧ
Ｒ弁１８の開度が小さくなってＥＧＲ量が低下する。一
方、上記ＥＧＲ制御用デューティソレノイド弁２０に出
力される制御信号のデューティ比が大きくなる程、上記
制御圧通路１９に連通するポートの弁開度が大きくなっ
て上記ＥＧＲ弁１８の圧力室１８ｂに高い負圧が供給さ
れ、ＥＧＲ弁１８の弁開度が大きくなってＥＧＲ量が増
加する。

【００２１】次に、センサ類の配置について説明する。
符号２１はホットワイヤ或はホットフィルム等を用いた
熱式の吸入空気量センサであり、上記吸気管５の上記エ
アクリーナ１０の直下流に介装されている。また、上記
スロットル弁１１に、スロットル開度センサ２２ａとス
ロットル全閉でＯＮするアイドルスイッチ２２ｂとを内
蔵したスロットルセンサ２２が連設されている。

【００２２】また、上記エンジン１のシリンダブロック
１ａにノックセンサ２３が取付けられると共に、このシ
リンダブロック１ａの左右両バンクを連通する冷却水通
路１ｄに冷却水温センサ２４が臨まされ、上記排気管７
の触媒コンバータ８上流側に、広域空燃比センサ２５が
臨まされている。また、クランクシャフト１ｂに軸着す
るクランクロータ２６の外周に、クランク角センサ２７
が対設され、さらに、カムシャフト１ｃに連設するカム
ロータ２８に、気筒判別用のカム角センサ２９が対設さ
れている。

【００２３】上記クランクロータ２６は、図１３に示す
ように、その外周に突起２６ａ，２６ｂ，２６ｃが形成
され、これらの各突起２６ａ，２６ｂ，２６ｃが、各気
筒（＃１，＃２と＃３，＃４）の圧縮上死点前（ＢＴＤ
Ｃ）θ1,θ2,θ3の位置に形成されており、本形態にお
いては、θ1＝９７°ＣＡ、θ2＝６５°ＣＡ、θ3＝１
０°ＣＡである。

【００２４】また、図１４に示すように、上記カムロー
タ２８の外周には、気筒判別用の突起２８ａ，２８ｂ，
２８ｃが形成され、突起２８ａが＃３，＃４気筒の圧縮
上死点後（ＡＴＤＣ）θ4の位置に形成され、突起２８
ｂが３個の突起で構成されて最初の突起が＃１気筒のＡ
ＴＤＣθ5の位置に形成されている。さらに、突起２８
ｃが２個の突起で形成され、最初の突起が＃２気筒のＡ
ＴＤＣθ6の位置に形成されている。本形態において
は、θ4＝２０°ＣＡ、θ5＝５°ＣＡ、θ6＝２０°Ｃ
Ａである。

【００２５】そして、図１１のタイミングチャートに示
すように、上記クランクロータ２６の各突起が上記クラ
ンク角センサ２７によって検出され、θ1,θ2,θ3（Ｂ
ＴＤＣ９７°，６５°，１０°）のクランクパルスがエ
ンジン１／２回転毎（１８０°ＣＡ毎）に出力される一
方、θ3クランクパルスとθ1クランクパルスとの間で上
記カムロータ２８の各突起が上記カム角センサ２９によ
って検出され、所定数のカムパルスが出力される。

【００２６】後述するように、上記ＥＣＵ４０では、上
記クランク角センサ２７から出力されるクランクパルス
の入力間隔時間に基づいてエンジン回転数ＮEを算出
し、また、各気筒の燃焼行程順（例えば、＃１気筒→＃
３気筒→＃２気筒→＃４気筒）と、上記カム角センサ２
９からのカムパルスをカウンタによって計数した値との
パターンに基づいて、燃料噴射対象気筒や点火対象気筒
の気筒判別を行う。

【００２７】図１５に示すように、上記ＥＣＵ４０は、
ＣＰＵ４１、ＲＯＭ４２、ＲＡＭ４３、バックアップＲ
ＡＭ４４、カウンタ・タイマ群４５、及びＩ／Ｏインタ
ーフェース４６がバスライン４７を介して互いに接続さ
れるマイクロコンピュータを中心として構成され、各部
に安定化電源を供給する定電圧回路４７、上記Ｉ／Ｏイ
ンターフェース４６に接続される駆動回路４８及びＡ／
Ｄ変換器４９等の周辺回路が内蔵されている。

【００２８】尚、上記カウンタ・タイマ群４５は、フリ
ーランカウンタ、カム角センサ信号の入力計数用カウン
タなどの各種カウンタ、燃料噴射用タイマ、点火用タイ
マ、定期割込みを発生させるための定期割込み用タイ
マ、クランク角センサ信号の入力間隔計時用タイマ、及
び、システム異常監視用のウオッチドッグタイマなどの
各種タイマを便宜上総称するものであり、その他、各種
のソフトウエアカウンタ・タイマが用いられる場合もあ
る。

【００２９】上記定電圧回路４７は、２回路のリレー接
点を有する電源リレー５０の第１のリレー接点を介して
バッテリ５１に接続されるとともに、このバッテリ５１
に、直接、接続され、イグニッションスイッチ５２のＯ
Ｎ，ＯＦＦに拘わらず上記バックアップＲＡＭ４４に常
時バックアップ用の電源を供給するようになっている。
さらに、上記バッテリ５１には、上記イグニッションス
イッチ５２を介して上記電源リレー５０のリレーコイル
の一端が接続されており、このリレーコイルの他端が接
地されている。

【００３０】上記Ｉ／Ｏインターフェース４６の入力ポ
ートには、アイドルスイッチ２２ｂ、ノックセンサ２
３、クランク角センサ２７、カム角センサ２９が接続さ
れており、さらに、上記Ａ／Ｄ変換器４９を介して、吸
入空気量センサ２１、スロットル開度センサ２２ａ、冷
却水温センサ２４、及び、広域空燃比センサ２５が接続
されるとともに、バッテリ電圧ＶBが入力されてモニタ
される。

【００３１】一方、上記Ｉ／Ｏインターフェース４６の
出力ポートには、ＩＳＣＶ１３、インジェクタ１４、Ｅ
ＧＲ制御用デューティソレノイド弁２０が上記駆動回路
４８を介して接続されるとともに、＃１，＃２，＃３，
＃４気筒の各点火コイル１５ｂを駆動する４個のパワー
トランジスタからなるイグナイタ１６が接続されてい
る。

【００３２】尚、各点火コイル１５ｂの一次側への電源
＋Ｖは、上記バッテリ５１から上記電源リレー５０の第
２のリレー接点を介して各アクチュエータへ電源を供給
するために延出される電源線に接続されている。

【００３３】上記ＣＰＵ４１では、上記ＲＯＭ４２に記
憶されている制御プログラムに従って、Ｉ／Ｏインター
フェース４６を介して入力されるセンサ・スイッチ類か
らの検出信号、及びバッテリ電圧等を処理し、ＲＡＭ４
３及びバックアップＲＡＭ４４に格納される各種デー
タ、ＲＯＭ４２に記憶されている固定データ等に基づ
き、燃料噴射量、点火時期、ＥＧＲ制御用デューティソ
レノイド弁２０に対する駆動信号のデューティ比、ＩＳ
ＣＶ１３に対する駆動信号のデューティ比等を演算し、
空燃比制御、点火時期制御、ＥＧＲ制御、アイドル回転
数制御等のエンジン制御を行う。

【００３４】このエンジン制御においては、省燃費化の
ため、運転領域によって通常の混合気でのストイキオへ
の空燃比制御から希薄燃焼による空燃比制御すなわちリ
ーンバーン制御へ切換えており、また、排気ガス中のＮ
ＯXの排出量を極力低減するため、運転領域によっては
大量ＥＧＲ（高ＥＧＲ）を実施するようにしているが、
リーンバーン制御時や高ＥＧＲ制御時には、混合気への
点火性が悪いため通常制御時に比べて大きな点火エネル
ギーを必要とする。

【００３５】このため、上記ＥＣＵ４０では、エンジン
の運転状態に応じた要求点火エネルギーを確保し、且
つ、点火エネルギーの増大に伴う点火コイル１５ｂの過
負荷を防止するようにしており、上記ＥＣＵ４０及び上
記ＥＣＵ４０に接続されるセンサ類・アクチュエータ類
によって、本発明に係る点火設定手段、通電時間延長手
段、及び、通電時間復帰手段の機能が実現される。

【００３６】以下、リーンバーン制御時や高ＥＧＲ制御
時の点火エネルギー増大に係る処理について、図２〜図
１０に示すフローチャートに従って説明する。

【００３７】まず、イグニッションスイッチ５２がＯＮ
され、ＥＣＵ４０に電源が供給されると、システムがイ
ニシャライズされ、各フラグ、各カウンタ類が初期化さ
れる。そして、図示しないスタータスイッチがＯＮされ
てエンジンが運転されると、クランク角センサ２７から
のクランクパルス入力毎に、図３に示す気筒判別／エン
ジン回転数算出ルーチンが起動される。

【００３８】この気筒判別／エンジン回転数算出ルーチ
ンでは、エンジン運転に伴いクランクロータ２６が回転
してクランク角センサ２７からクランクパルスが入力さ
れると、まず、ステップS101で、今回入力されたクラン
クパルスがθ1,θ2,θ3のいずれのクランク角に対応す
る信号かをカム角センサ２９からのカムパルスの入力パ
ターンに基づいて識別し、ステップS102で、クランクパ
ルスとカムパルスの入力パターンから燃料噴射対象気筒
を判別する。

【００３９】すなわち、図１１のタイミングチャートに
示すように、例えば、前回クランクパルスが入力してか
ら今回クランクパルスが入力されるまでの間にカムパル
ス入力が有れば、今回のクランクパルスはθ1クランク
パルスであると識別でき、さらに次回入力されるクラン
クパルスはθ2クランクパルスと識別できる。

【００４０】また、前回と今回とのクランクパルス入力
間にカムパルス入力がなく、前々回と前回とのクランク
パルス入力間にカムパルス入力が有ったときには、今回
のクランクパルスはθ2クランクパルスと識別でき、次
回入力されるクランクパルスはθ3クランクパルスと識
別できる。また、前回と今回との間、及び前々回と前回
とのクランクパルス入力間に、何れもカムパルス入力が
無いときには、今回入力されたクランクパルスはθ3ク
ランクパルスと識別でき、次回入力されるクランクパル
スはθ1クランクパルスと識別できる。

【００４１】さらに、前回と今回とのクランクパルス入
力間にカムパルスが３個入力（突起２８ｂに対応するθ
5カムパルス）したときには、次の圧縮上死点は＃３気
筒であり、燃料噴射対象気筒は、その２つ後の＃４気筒
となることが判別することができる。また、前回と今回
とのクランクパルス入力間にカムパルスが２個入力（突
起２８ｃに対応するθ6カムパルス）したときには、次
の圧縮上死点は＃４気筒であり、燃料噴射対象気筒は＃
３気筒と判別できる。

【００４２】また、前回と今回とのクランクパルス入力
間にカムパルスが１個入力（突起２８ａに対応するθ4
カムパルス）し、前の圧縮上死点判別が＃４気筒であっ
たときには、次の圧縮上死点は＃１気筒であり、燃料噴
射気筒は＃２気筒と判別できる。同様に、前回と今回と
のクランクパルス入力間にカムパルスが１個入力し、前
の圧縮上死点判別が＃３気筒であったときには次の圧縮
上死点は＃２気筒であり、燃料噴射対象気筒は＃１気筒
と判別できる。

【００４３】本形態の４サイクル４気筒エンジン１で
は、燃焼行程は＃１→＃３→＃２→＃４の気筒順であ
り、カムパルス出力後の圧縮上死点となる＃ｉ気筒を＃
１気筒とすると、このときの燃料噴射対象気筒＃ｉ(+2)
は＃２気筒であり、次の燃料噴射対象気筒は＃４気筒と
なり、燃料噴射は該当気筒に対して７２０°ＣＡ（エン
ジン２回転）毎に１回のシーケンシャル噴射が行われ
る。

【００４４】その後、上記ステップS102からステップS1
03へ進み、前回のクランクパルスが入力されてから今回
のクランクパルスが入力された間のパルス入力間隔時間
（例えば、θ1クランクパルスとθ2クランクパルスの入
力間隔時間）を計時して回転周期ｆを求め、ステップS1
04で、この回転周期ｆからエンジン回転数ＮEを算出し
てＲＡＭ４３の所定アドレスにストアし、ルーチンを抜
ける。

【００４５】次に、図４に示すフローチャートは、シス
テムイニシャライズ後、設定時間毎に実行される燃料噴
射量設定ルーチンであり、燃料噴射対象気筒毎に燃料噴
射量としての燃料噴射パルス幅Ｔiが設定される。

【００４６】この燃料噴射量設定ルーチンにおいては、
ステップS201で、前述の気筒判別・エンジン回転数算出
ルーチンによって算出されたエンジン回転数ＮEと、吸
入空気量センサ２１からの出力信号に基づく吸入空気量
Ｑとから、単位回転当たりの吸入空気流量Ｑcyをエンジ
ン負荷として算出し（Ｑcy←Ｑ／ＮE）、ステップS202
で、リーンバーン制御の中止及び高ＥＧＲ制御の中止を
指示する中止フラグＦS（後述する図２のドエル延長実
施／中止判別ルーチンにおいてセット／クリアされる；
初期値は０）の値を参照する。

【００４７】そして、ＦS＝０であり、リーンバーン制
御及び高ＥＧＲ制御の中止が指示されていないときに
は、上記ステップS202からステップS203へ進み、エンジ
ン回転数ＮEとエンジン負荷すなわち上記ステップS201
で算出した単位回転当たりの吸入空気流量Ｑcyとに基づ
いて、運転領域毎にリーンバーン制御時のリーン目標値
がストアされているマップを参照して目標空燃比Ａ／Ｆ
を設定すると、ステップS204でリーンバーン制御あるい
は高ＥＧＲ制御を中止した後の経過時間をカウントする
ためのカウント値Ｃ２をクリアし（Ｃ２←０）、ステッ
プS209へ進む。

【００４８】一方、上記ステップS202においてＦS＝１
であり、リーンバーン制御及び高ＥＧＲ制御の中止が指
示されて通常制御中であるときには、上記ステップS202
からステップS205へ進み、目標空燃比Ａ／Ｆを理論空燃
比(Ａ／Ｆ)STOとした後（Ａ／Ｆ←(Ａ／Ｆ)STO）、ステ
ップS206でカウント値Ｃ２が設定値Ｃ２Sに達したか否
かを調べる。

【００４９】上記設定値Ｃ２Sは、後述するように、各
気筒の点火毎に点火コイル１５ｂの通電時間（ドエル）
を延長して点火エネルギーを増大する処理をコイル保護
のために中止して通常のドエルに戻した後、再び点火コ
イル１５ｂのドエルを延長しても支障のない状態となる
までの待ち時間を表わし、点火コイル１５ｂのコイル特
性、一次電流値、周囲の環境条件等を考慮して予め設定
されている。

【００５０】そして、Ｃ２＜Ｃ２Sのときには、上記ス
テップS206からステップS207へ進んでカウント値Ｃ２を
カウントアップ（Ｃ２←Ｃ２＋１）した後、ステップS2
09へ進み、Ｃ２≧Ｃ２Sのとき、リーンバーン制御ある
いは高ＥＧＲ制御を再開させるべく、上記ステップS206
からステップS208へ進んで中止フラグＦSをクリアし
（ＦS←０）、ステップS209へ進む。

【００５１】ステップS209では、単位回転当たりの吸入
空気流量Ｑcyと目標空燃比Ａ／Ｆとに基づいて基本燃料
噴射量（基本燃料噴射パルス幅）Ｔpを算出し（Ｔp←Ｋ
×Ｑcy／(Ａ／Ｆ)；但し、Ｋはインジェクタ特性補正定
数）、ステップS210で、冷却水温センサ２４による冷却
水温、スロットル開度センサ２２ａによるスロットル開
度、アイドルスイッチ２２ｂからのアイドル出力などに
基づいて、冷却水温補正、加減速補正、全開増量補正、
アイドル後増量補正などに係わる各種増量分補正係数Ｃ
ＯＥＦを設定する。

【００５２】次いで、ステップS211へ進み、広域空燃比
センサ２５の出力に基づく実空燃比と目標空燃比との偏
差に応じて設定される空燃比フィードバック補正係数λ
をＲＡＭ４３の所定アドレスから読出すと、ステップS2
12でバッテリ電圧ＶBに基づいてインジェクタ１４の無
効噴射時間を補間する電圧補正係数ＴSを設定する。

【００５３】そして、ステップS213へ進み、基本燃料噴
射パルス幅Ｔpに各種増量分補正係数ＣＯＥＦ及び空燃
比フィードバック補正係数λを乗算した後、電圧補正係
数ＴSを加算することにより空燃比補正及び電圧補正を
行い、最終的な燃料噴射量（燃料噴射パルス幅）Ｔiを
設定すると（Ｔi←Ｔp×ＣＯＥＦ×λ＋ＴS）、この燃
料噴射パルス幅ＴiをステップS214で燃料噴射対象気筒
の噴射用タイマにセットし、ルーチンを抜ける。

【００５４】一方、図５は設定時間毎に実行されるＥＧ
Ｒ制御ルーチンであり、ステップS301でＥＧＲ条件が成
立するか否かを調べる。このＥＧＲ条件は、例えば、ス
ロットル開度、冷却水温等が設定条件を満たし、エンジ
ン運転状態がＥＧＲの必要な領域にあるとき、ＥＧＲ条
件成立と判断する。

【００５５】そして、ＥＧＲ条件不成立のときには、上
記ステップS301からステップS302へ進み、ＥＧＲ制御用
デューティソレノイド弁２０に対する駆動信号のデュー
ティ比ＤＵＴＹEGRを０（ＤＵＴＹEGR←０）とした後、
ステップS306でデューティ比ＤＵＴＹEGRをＩ／Ｏイン
ターフェース４６の該当出力ポートにセットしてルーチ
ンを抜ける。すなわち、ＥＧＲ条件不成立のときには、
ＥＧＲ制御用デューティソレノイド弁２０の制御圧通路
１９に連通するポートを全閉としてＥＧＲ弁１８の圧力
室１８ｂに大気圧を導入し、ＥＧＲ弁１８を全閉として
ＥＧＲ通路１７を閉塞することでＥＧＲをカットする。

【００５６】一方、上記ステップS301でＥＧＲ条件が成
立するときには、上記ステップS301からステップS303へ
進んで中止フラグＦSの値を参照し、ＦS＝０でリーンバ
ーン制御及び高ＥＧＲ制御の中止が指示されていないと
きにはステップS304で、また、ＦS＝１でリーンバーン
制御及び高ＥＧＲ制御の中止が指示されているときに
は、ステップS305で、それぞれ対応するマップを参照し
てＥＧＲ制御用デューティソレノイド弁２０のデューテ
ィ比ＤＵＴＹEGRを設定し、前述のステップS306でのデ
ューティセットを経てルーチンを抜ける。

【００５７】上記各マップには、エンジン回転数ＮEと
基本燃料噴射パルス幅Ｔpとによって特定される運転領
域毎に、目標ＥＧＲ率に対応するＥＧＲ制御用デューテ
ィソレノイド弁２０のデューティ比がストされており、
上記ステップS304において参照するマップには、ＮＯX
発生の大きい領域で高ＥＧＲ率（ステップS304に図示す
る斜線の領域）とするためのデューティ比が格納されて
おり、上記ステップS305で参照するマップには、点火コ
イル１５ｂのドエルを延長することなしに通常の点火エ
ネルギーで燃焼可能なＥＧＲ率とするためのデューティ
比が格納されている。

【００５８】以上の燃料噴射量設定ルーチンによるリー
ンバーン制御実行時、あるいは以上のＥＧＲ制御ルーチ
ンによる高ＥＧＲ制御実行時には、要求点火エネルギー
が増大するため、後述する図６の点火制御ルーチンにお
いて、各気筒の点火毎に点火コイル１５ｂのドエルを延
長し、一次側に蓄積されるエネルギーを増大させるよう
にしている。

【００５９】この場合、各点火毎にドエルを延長する処
理を継続的に実施することで点火コイル１５ｂが過負荷
とならないよう、図２のドエル延長実施／中止判別ルー
チンにおいて、ドエル延長の実施／停止を判別するよう
にしており、以下、このドエル延長実施／中止判別ルー
チンについて説明する。

【００６０】このドエル延長実施／中止判別ルーチン
は、設定時間毎に実行され、まず、ステップS401でＥＧ
Ｒ制御用デューティソレノイド弁２０のデューティ比Ｄ
ＵＴＹEGRを設定値ＤＵＴＹSと比較し、現在、高ＥＧＲ
制御中か否かを調べ、ＤＵＴＹEGR≦ＤＵＴＹSであり、
高ＥＧＲを実行していないときには、さらに、ステップ
S402で現在の目標空燃比Ａ／Ｆを設定値(Ａ／Ｆ)Sと比
較し、リーンバーン制御中か否かを調べる。

【００６１】その結果、上記ステップS402においてＡ／
Ｆ≦(Ａ／Ｆ)Sであり、現在、通常のストイキオへの制
御中であるときには、上記ステップS402からステップS4
09へ進んでドエル延長実施後の経過時間をカウントする
ためのカウント値Ｃ１をクリアし（Ｃ１←０）、ステッ
プS410でドエル延長を指示するドエル延長フラグＦUPを
クリアして（ＦUP←０）ルーチンを抜ける。

【００６２】一方、上記ステップS401においてＤＵＴＹ
EGR＞ＤＵＴＹSであり、高ＥＧＲ制御中のとき、あるい
は、上記ステップS402においてＡ／Ｆ＞(Ａ／Ｆ)Sであ
り、リーンバーン制御中のときには、該当するステップ
からステップS403へ進み、中止フラグＦSの値を参照す
る。

【００６３】そして、ＦS＝１であり、既にリーンバー
ン制御及び高ＥＧＲ制御の中止が指示されているときに
は、前述のステップS409からステップS410を経てルーチ
ンを抜け、ＦS＝０のときには、上記ステップS403から
ステップS404へ進んで、リーンバーン制御時あるいは高
ＥＧＲ制御時の点火コイル１５ｂの最大許容使用継続時
間設定値Ｔlimをバッテリ電圧ＶBに基づいてテーブル参
照あるいは演算により設定する。

【００６４】上記最大許容使用継続時間設定値Ｔlim
は、ドエル延長による点火コイル１５ｂの一次電流増加
に伴う発熱の増大、点火コイル１５ｂの特性のばらつ
き、予想される周囲の環境条件等を考慮し、ドエルを延
長した状態で点火を繰り返しても実使用上問題の生じな
い範囲で継続して使用可能な最大許容時間を規定する設
定時間に相当するものであり、ステップS404中に図示す
るように、バッテリ電圧ＶBが高くなる程、上記最大許
容使用継続時間設定値Ｔlimの値は小さくなる。

【００６５】その後、ステップS405へ進み、ドエル延長
実施後の経過時間を表わす現在のカウント値Ｃ１が上記
最大許容使用継続時間設定値Ｔlimに達したか否かを調
べ、Ｃ１＜ＴlimのときにはステップS406へ進み、ドエ
ル延長フラグＦUPをセットして（ＦUP←１）ドエル延長
を指示し、ステップS407でカウント値Ｃ１をカウントア
ップして（Ｃ１←Ｃ１＋１）ルーチンを抜ける。

【００６６】一方、上記ステップS405においてＣ１≧Ｔ
limであり、ドエル延長実施後の点火コイル１５ｂの通
電時間が最大許容使用継続時間設定値Ｔlimに達したと
きには、ステップS408で中止フラグＦSをセットして
（ＦS←１）ドエル延長を伴うリーンバーン制御及び高
ＥＧＲ制御の中止を指示することによりコイル保護を図
り、前述のステップS409,S410を経てルーチンを抜け
る。

【００６７】上記ドエル延長フラグＦUPは、点火時期設
定毎に実行される図６の点火制御ルーチンにおいて参照
され、ＦUP＝１のとき、点火コイル１５ｂのドエルが通
常設定から延長設定に切り換えられる。

【００６８】この点火制御ルーチンでは、ステップS501
でエンジン回転数ＮEと基本燃料噴射パルス幅Ｔpとに基
づいて基本進角値テーブル（図示参照）を補間計算付き
で参照して基本進角値ＡＤＶBASEを設定すると、ステッ
プS502でノックセンサ２３からの信号に基づくノッキン
グ発生の有無に応じてノック補正値ＡＤＶNを設定す
る。

【００６９】続くステップS503では、上記ステップS501
で設定した基本進角値ＡＤＶBASEにノック補正値ＡＤＶ
Nを加算して制御進角ＡＤＶを設定し（ＡＤＶ←ＡＤＶB
ASE＋ＡＤＶN）、この制御進角ＡＤＶに基づいて点火タ
イミング（点火コイル１５ｂの通電遮断タイミング）Ｔ
ADVをステップS504で設定する。図１１に示すように、
θ1クランクパルスが入力されてからθ2クランクパルス
が入力されるまでの時間をＴθ12、θ1,θ2クランクパ
ルス間の角度（例えば、３２°ＣＡ）をθ12とすると、
本形態では、θ2クランクパルスを基準として点火タイ
ミングＴADVを設定する（ＴADV←(Ｔθ12／θ12)×(θ2
−ＡＤＶ) ）。

【００７０】次にステップS505へ進み、バッテリ電圧Ｖ
Bに基づきテーブルを補間計算付きで参照して点火コイ
ル１５ｂの基本通電時間ＤWLBを設定すると、ステップS
506でエンジン回転数NEに基づきテーブルを補間計算付
きで参照して回転補正係数ＫDWLNを設定する。上記基本
通電時間ＤWLBは、バッテリ電圧ＶBに依存するコイル一
次電流に基づく通電時間の基本値であり、バッテリ電圧
ＶBが高い程、短い値の基本通電時間ＤWLBがテーブルに
ストされている。また、上記回転補正係数ＫDWLNは、エ
ンジン回転数ＮEが高くなる程、短くなるコイルの非通
電時間（休止時間）の影響を補正するための係数であ
り、エンジン回転数ＮEが高い程、小さい値の回転補正
係数ＫDWLNがテーブルにストされている。

【００７１】その後、ステップS507へ進んでドエル延長
フラグＦUPの値を参照し、ＦUP＝０でドエル延長指示が
なされていないときには、ステップS508へ進んで基本通
電時間ＤWLBに回転補正係数ＫDWLNを乗算して通常制御
時の通電時間ＤＷＬを設定し（ＤＷＬ←ＤWLB×ＫDWL
N）、一方、ＦUP＝１でドエル延長が指示されていると
きには、上記ステップS507からステップS509へ進んで、
通電時間延長値ＤWLUPをバッテリ電圧ＶBに基づいてテ
ーブル参照あるいは演算により設定し、ステップS510で
基本通電時間ＤWLBに通電時間延長値ＤWLUPを加算した
値に回転補正係数ＫDWLNを乗算してリーンバーン制御あ
るいは高ＥＧＲ制御時の通電時間ＤＷＬを設定する（Ｄ
ＷＬ←(ＤWLB＋ＤWLUP)×ＫDWLN）。

【００７２】上記通電時間延長値ＤWLUPは、リーンバー
ン制御時及び高ＥＧＲ制御時に失火が生じないよう点火
エネルギーを増加させるための点火コイル１５ｂのドエ
ル延長分であり、バッテリ電圧ＶBが高くなる程一次電
流が大きくなってコイル発熱が増大することを考慮し、
ステップS509中に図示するように、バッテリ電圧ＶBが
高くなる程小さい値に設定されている。尚、ステップS5
09では、バッテリ電圧ＶBに基づいて通電時間延長値ＤW
LUPを設定するようにしているが、バッテリ電圧ＶBの他
にエンジン回転数ＮE等のパラメータを加味して通電時
間延長値ＤWLUPを設定するようにしても良い。

【００７３】そして、上記ステップS508あるいは上記ス
テップS510で通電時間ＤＷＬを設定した後、該当するス
テップからステップS511へ進み、θ1クランクパルスが
入力されてからθ2クランクパルスが入力されるまでの
時間Ｔθ12にθ2クランクパルスを基準とする点火タイ
ミングＴADVを加算した値から通電時間ＤＷＬを減算し
てθ1クランクパルスを基準とする通電開始タイミング
ＴDWLを設定し（ＴDWL←Ｔθ12＋ＴADV−ＤＷＬ）、ス
テップS512で該当気筒の点火時期タイマに点火タイミン
グＴADVをセットするととともに、ステップS513で該当
気筒の通電開始タイミングタイマに通電開始タイミング
ＴDWLをセットしてルーチンを抜ける。

【００７４】その結果、θ1クランクパルス入力に同期
して図７のルーチンが起動され、ステップS601で点火対
象該当気筒の通電開始タイミングタイマの計時がスター
トする。そして、通電開始タイミングＴDWLに達する
と、図８に示すルーチンが割込み起動し、ステップS701
で点火対象気筒のドエルがセットされてＥＣＵ４０から
イグナイタ１６へ該当気筒に対する点火信号が出力され
（図１１参照）、該当気筒の点火コイル１５ｂの通電が
開始される。

【００７５】また、θ2クランクパルス入力に同期して
図９のルーチンが起動され、ステップS801で点火対象該
当気筒の点火時期タイマの計時がスタートする。そし
て、点火タイミングＴADVに達すると、図１０に示すル
ーチンが割込み起動し、ステップS901で点火対象気筒の
ドエルがカットされて点火コイル１５ｂに高圧の二次電
圧が誘起され、点火対象気筒の点火プラグ１５ａがスパ
ークする。

【００７６】すなわち、リーンバーン制御時や高ＥＧＲ
制御時には、点火コイル１５ｂのドエルが延長されて通
常制御時よりも早いタイミングで点火信号が出力され、
点火コイル１５ｂの一次側に蓄積されるエネルギーを増
大することで、点火プラグ１５ａからの放電エネルギー
を増大する。

【００７７】これにより、リーンバーン制御時あるいは
高ＥＧＲ制御時にも安定した燃焼を確保することがで
き、且つ、ドエル延長による点火エネルギーの増大処理
を実施している期間が設定時間に達したときには、ドエ
ル延長を中止するとともにリーンバーン制御あるいは高
ＥＧＲ制御を中止することで、点火コイル１５ｂの過負
荷を防止するとともに、制御性の悪化を防止することが
できるのである。

【００７８】尚、本形態では、気筒毎に点火コイルを備
え、気筒別に点火時期を制御する例について説明した
が、１つの点火コイルからデストリビュータにより各気
筒の点火プラグに配電する形式のものや、１つの点火コ
イルにより２気筒同時に点火する形式のものにも適用で
きることは言うまでもない。

【００７９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、設定運転状態下で点火コイルの通電時間を
延長して点火を行い、設定時間が経過すると通電時間延
長を中止するため、通電時間延長による点火エネルギー
の増大と、点火コイルの保護とを両立することができ
る。その際、請求項２記載の発明では、希薄混合気の燃
焼制御による運転状態下で、点火コイル通電時間の延長
中止と同時に、希薄混合気の燃焼制御を中止させ、ま
た、請求項３記載の発明では、設定量以上の大量の排気
ガス再循環を行う運転状態下で、点火コイル通電時間の
延長中止と同時に、設定量以上の大量の排気ガス再循環
を中止させるため、点火コイル保護のための通電時間の
延長中止で制御性が悪化することを回避することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本構成図

【図２】ドエル延長実施／中止判別ルーチンのフローチ
ャート

【図３】気筒判別・エンジン回転数算出ルーチンのフロ
ーチャート

【図４】燃料噴射量設定ルーチンのフローチャート

【図５】ＥＧＲ制御ルーチンのフローチャート

【図６】点火制御ルーチンのフローチャート

【図７】θ1クランクパルス割込みルーチンのフローチ
ャート

【図８】ＴDWL割込みルーチンのフローチャート

【図９】θ2クランクパルス割込みルーチンのフローチ
ャート

【図１０】ＴADV割込みルーチンのフローチャート

【図１１】点火のタイミングチャート

【図１２】エンジン制御系の概略構成図

【図１３】クランクロータとクランク角センサの正面図

【図１４】カムロータとカム角センサの正面図

【図１５】電子制御系の回路構成図

【符号の説明】

１ …エンジン １５ｂ…点火コイル ４０ …ＥＣＵ（点火設定手段、通電時間延長手段、通
電時間復帰手段） ＤＷＬ…ドエル（点火コイルの通電時間） ＴADV …点火タイミング（通電遮断タイミング） ＤWLUP…通電時間延長値 Ｔlim …最大許容使用継続時間設定値（設定時間）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンのクランク位置に基づいて、点
   火コイルの通電時間及び通電遮断タイミングを設定する
   点火設定手段と、 設定運転状態下において上記点火コイルの通電時間を延
   長させる通電時間延長手段と、 上記点火コイルの通電時間が延長された後の経過時間を
   計時し、その経過時間が設定時間以上となったとき、上
   記点火コイルの通電時間延長を中止させる通電時間復帰
   手段とを備えたことを特徴とするエンジンの点火制御装
   置。
2. 【請求項２】 上記設定運転状態が希薄混合気の燃焼制
   御による運転状態であり、上記通電時間復帰手段は、上
   記点火コイルの通電時間の延長を中止させるとき、同時
   に、希薄混合気の燃焼制御を中止させることを特徴とす
   る請求項１記載のエンジンの点火制御装置。
3. 【請求項３】 上記設定運転状態が設定量以上の排気ガ
   ス再循環を行う運転状態であり、上記通電時間復帰手段
   は、上記点火コイルの通電時間の延長を中止させると
   き、同時に、設定量以上の排気ガス再循環を中止させる
   ことを特徴とする請求項１記載のエンジンの点火制御装
   置。