JPS5948307B2 - 内燃機関の点火時期制御装置 - Google Patents

内燃機関の点火時期制御装置

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JPS5948307B2 JP54019842A JP1984279A JPS5948307B2 JP S5948307 B2 JPS5948307 B2 JP S5948307B2 JP 54019842 A JP54019842 A JP 54019842A JP 1984279 A JP1984279 A JP 1984279A JP S5948307 B2 JPS5948307 B2 JP S5948307B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関の点火時期制御装置に関し、特にマイ
クロプロセサを使用した点火時期制御装置に関する。
最近マイクロプロセサ等の小型演算装置の進歩によって
、機関の回転速度、負荷等の機関運転変数に基いて点火
時期を算出する電子式点火時期制御装置が開発されてい
る。
この装置は従来の回転速度基準とした遠心式進角装置や
マニホールド負圧基準とした真空進角装置に比較して装
置が安定し、得られる結果のばらつきが減少する。
しかし現在の制御装置は既存の各制御関数からの機械的
演算を電子式演算に置き換えただけであり、本質的の変
更ではない。
それでも装置の小型軽量化と環境変化に対する制御精度
の変化の防止は期待できる。
上述の電子式演算装置は機能的には従来の機械式制御装
置とほぼ同様であるため、運転変数に対する精密な制御
が困難であり、演算式になり難い部分、例えば排気還流
を行う場合の各負荷各回転数に適合した進角値の演算は
不可能であった。
本発明の目的は、上述の欠点を少なくし、各種運転条件
に適合した進角値を得られる点火時期制御装置を提供す
るにある。
第７図は本発明の全体の構成を示すブロック図である。
第７図において、１はエンジンの各種運転変数を検出す
る検出手段であり、具体的には吸入空気流量を検出する
センサ（例えばエアフローメータ）や回転速度を検出す
るセンサ（例えばクランク角センサ）等である。
また２は記憶手段（例えばＲＯＭ）であり、エンジンの
運転変数に応じた点火データ（点火進角値やドエル角）
を多次元のデータテーブルとして予め記憶している。
例えば回転速度をＸ軸、吸入空気流量をＹ軸の変数とし
、それらの変数に対応する点火進角値を２次元のデータ
テーブルとして記憶している。
また判定手段３は、検出手段１で検出した運転変数の値
が、記憶手段２のデータテーブルの範囲内の値か否かを
判定する。
上記の例で説明すれば、回転速度がＹ軸に記憶している
数値の範囲（例えば６００〜５ｏｏｏｒｐｍ）内か否か
、吸入空気流入がＹ軸に記憶している数値の範囲内か否
かを判定する。
次に演算手段４は、検出手段１で検出した運転変数に対
応した点火データを記憶手段２から読出し、その点火デ
ータに対応した点火信号を出力する。
その場合、判定手段３の判定結果に基づき、運転変数が
データテーブルの範囲内であれば、そのままその運転変
数に対応した点火データを読出すが、範囲外になった運
転変数があった場合は、その変数については範囲外とな
る直前の値を用いて点火データを読出す。
例えば、Ｙ軸の回転速度の記憶範囲が６００〜５０００
ｒｐｍの場合において、実際の回転速度が５０００ ｒ
ｐｍ以上（例えば６０００ ｒｐｍ ）のときはＹ軸を
５００Ｏｒｐｍとして読出す。
このときＹ軸の吸入空気量が範囲内であれば、Ｙ軸に関
して検出した運転変数を用いる。
Ｙ軸、Ｙ軸の両方が範囲外の場合は、共に範囲外となる
直前の値を用いて読出す。
上記の判定手段３及び演算手段４は、具体的には例えば
入出力インタフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭ。
ＲＯＭ等からなるマイクロプロセッサによって構成され
る。
次に点火装置５は、点火コイル、配電器、点火プラグ及
び点火信号に応じて点火コイルへの電流を断続する点火
制御回路から構成される。
本発明による点火時期制御装置の概要は次の通りである
。
制御装置はエンジンの各変数を検知する検知手段と、こ
の入力を変換（７てマイクロプロセサに供給する変換手
段と、この入力を演算するマイクロプロセサとを有する
。
本発明によって、マイクロプロセサに供給された入力を
点火時期に相関する数値に変換するプログラムを有する
ＲＯＭを備える。
このプログラムは機関負荷を代表する値をＹ軸とし、回
転速度を代表する値をＹ軸として点火時期を定める数表
又は関数形とした二次元テーブルとする。
これによって、マイクロプロセサは単に二次元テーブル
をルックマツプするだけで所要進角値を求めることが可
能となり、複雑な演算を必要としない。
テーブル内の数値は理想値を任意に書きこむことができ
、精密な制御が可能となる。
負荷及び回転速度の数値が二次元テーブルの表の中間値
である場合には近接４点間の補間計算を行って所要進角
値を求める。
これによって、負荷及び回転速度目盛を過度に細かくす
る必要はなくなる。
なお運転変数がデータテーブルの範囲外になる場合は、
その運転変数については範囲外となる直前の値を用いて
点火データを読出す、これによって、過大回転の時にも
運転不調となることはない。
負荷と回転速度による二次元テーブルは複数個使用し、
所要運転条件に対して夫々別個のテーブルを使用する。
例えばエンジン型式、変速機型式の変化に対して別個の
組のテーブルとし、更に、始動間、加速間、特定変速比
の間、低水温の間に定常運転間とは別の二次元テーブル
を使用することができる。
この中で所要の二次元テーブルを補正率テーブルとし、
定常運転テーブルから得た数値を補正することもできる
。
本発明を例示とした実施例並びに図面について説明する
。
第１図は本発明による点火時期制御装置のブロック線図
を示す。
入力処理ＬＳＴＩＩは各種センサ１０からのアナログ信
号、デジタル信号を受けてＣＰＵ（中央演算ユニット）
１２にデジタル信号を供給する。
入力信号としては、空気流量計からの空気流量信号、ク
ランク角センサからのクランク基準角及びクランクパル
ス信号、シリンダジャケットに取付けた水温計からの水
温信号、スタータースイッチのオンオフ信号、トランス
ミッションの位置を示す信号、回転計からの回転速度信
号、マニホールド負圧信号等がある。
マイクロプロセサ即ちＣＰＵ１２は入力処理ＬＳ１１１
からのデジタル信号を受けて図示の例では所要燃料噴射
時間パルスｒｉｌＴ、を演算して図示しない燃料インゼ
クタを作動させると共に、この時間ＴＰ即ちエンジン負
荷を代表する値と回転数ｒｐｍの値からＲＯＭ１３．１
４内の負荷−回転数テーブルから所要の燃料点火進角値
ＴＡＤ及びドエル角値ＴＤを出力処理ＬＳ１１５に供給
する。
出力処理ＬＳ１１５はこの信号をクランク角信号と組合
せて点火制御回路１６に指令信号として供給し、該点火
制御回路１６により所要の進角、ドエル角で点火コイル
１７をへてプラグ１８の点火を行う。
ＲＯＭ１３．１４内に記憶されている点火進角テーブル
の立体像Ａ及び数値表Ｂの例を第２図に示す。
エンジン負荷を代表する値として燃料噴射時間ＴＰと回
転速度ｒｐｍの関数として進角値を定めることができ、
他の条件、例えば定常運転間か特定の変速比かどうか、
エンジン水温は定常か適冷が、加速間かどうか等の条件
が定まれば、同一条件下での理想の進角値が得られる。
尚、排気還流を行うエンジンにおいては排気還流（ＥＧ
Ｒ）率の変化に応じて進角値を変える必要がある。
図示のテーブルではＥＧＲを行う場合と行わない場合と
の２種のテーブルを使用することもできる。
エンジン運転条件に伴う進角値の変化に対応させるため
には後述するフローチャートで説明する通り、夫々の運
転条件に対応する二次元テーブルを使用する。
第３図は本発明の制御のためのクランク基準角（図のＳ
θ）クランクパルス（図のＣＰ）、各シリンダの上死点
ＴＤＣ、ドエル角ＴＤ、点火進角ＴＡＤの関係を示す。
図は点火進角ＴＡ、の制御カランＩ・のスタート時点Ｔ
１とストップ時点Ｔ２を示しＴＡＤの。
値自体は点火進角値自体ではない。
ＴＡ、のカウントのスＩ・ツブの瞬間があるシリンダの
Ｔ Ｉ） Ｃに対する所定点火進角位置となり、その点
がらＴＤＣまでの値τが実際の進角値となる。
第４図は負荷Ｑ、回転速度Ｘの二次元テーブル。
にお・いで、読出値が格子点から外れている場合の制御
を精密にするためのザブルーチンを示す。
更に排気環流率を同時に定める場合を示す。
第１に点火進角を定めるために、左側のＡｄｖテーブル
をアドレスして、入力された回転速度Ｘ、負荷Ｑを。
定める。
この値が格子点に一致しない時にはＸについては上の値
Ｘｃと下の値（Ｘｏ−１００）とを読み、Ｑについては
上の値Ｑ。
と下の値（Ｑｃ ０．５）とを読み、この４点につい
で補間計算を行って正確な進角値を定める。
更にＸ、 Ｑの値が制御外の鎖部、ちテーブルのＸｍ
ａｘ、Ｑｍａ訛しで示した最大値以上である場合にはＸ
ｍａＸｓＱｍａＸの値をそれぞれＸ、 Ｑの値とみな
して制御値を定める。
ここで進角値が定まる。
次に排気還流率についでは右側のＥＧＲテーブルを使用
し、同様の補間計算によって正確・な排気還流率ＥＧＲ
が得られる。
第５図は本発明による制御装置の点火進角値並びにドエ
ル角位置決定手順を示すフローチャー１・である。
第１にスタータスイッチの信号によって、スイッチオン
の場合、即ち始動間は特定の始動時進角テーブルによっ
て進角値を求め、点火進角値を出力レジスタにセットす
る。
スタータスイッチオフの場合、即ち定常運転間はトラン
スミッションスイッチの信号によって、特定ギア位置、
例えば低速位置の場合は指定ギア位置テーブル■がら進
角値を求める。
例えば高速ギア位置等、指定ギア位置以外の時は基本テ
ーブル■によって進角値を求める。
この進角値は点火進角温度補正テーブルによって温度補
正を行い、点火進角値を出力レジスタにセットする。
ドエル角についではドエル角テーブルによってドエル角
位置を求め、出力レジスタにセットする。
第６図は本発明制御装置の互換性を犬とした場合のフロ
ーチャートを示す。
第１に気筒数判別によって、４気筒用テーブルと６気筒
用テーブルの何れかを使用する。
次にトランスミッション判別スイッチによって、自動変
速機付の場合Ａ／Ｔテーブルを使用し、手動変速機付エ
ンジンについてはＭ／Ｔテーブルを使用する。
以上の過程によって特定型式のエンジンと変速機が定ま
る。
現在市販の車両の生産は自動変速機付きと手動変速機付
きとを混合生産する場合が多く、トランスミッション判
別スイッチとＡ／Ｔ、Ｍ／Ｔテーブルとを有する制御装
置を使用すれば、制御装置の種類を減少することが可能
である。
特定車両について、次に棚連定常判別スイッチによって
、加速間は加速テーブルを使用し、定常運転間は定常テ
ーブルを使用する。
次に水温判別スイッチによって、冷却水温がある限度以
下の時は低温テーブルを使用し、水温が上昇すれば高温
テーブルを使用する。
第６図に示す低温テーブル高温テーブルは第５図に示し
た通り温度による進角値の補正としての役割を行うため
の補正係数のテーフ゛ルとする。
二ともで゛きる。上述によって明らかにされた通り、本
発明の点火時期制御装置はエンジン回転速度とエンジン
負荷、図示の例では燃料噴射パルス［４Ｊとの関数とし
て任意のテーブルを構成することができ、第３図に示す
立体像のどの部分にどのような変化を生じさせるかをエ
ンジンの要求に対して理想的にセットすることが可能で
ある。
従来のガバナによってディストリビュータの回転を規正
する型式及び真空進角装置では任意の立体像となるよう
な制御は不可能であった。
更に、排気還流を行う場合のテーブル各点の点火進角値
は、各点が夫々側の排気還流値であるため、従来の方法
では最適進角値の設定は不可能であった。
排気還流テーブルと組合せて使用すれば、例えば水温９
５℃以−Ｌのオーバーヒートの場合に排気還流をゼロと
してエンジンの実質負荷を軽減し点火進角を進めること
によって水温低下させることが可能となる。
変速位置が特定ギア位置、例えば２速固定位置の場合に
は、指定ギア位置テーブルを使用することによって自動
的に最適の進角値が得られる。
他の運転条件についても、水温等の条件の判別信号と補
正テーブルの附加によって、容易に精密な制御を行うこ
とができる。
以上説明したごとく本発明の点火時期制御装置は種々の
利点があるが、特に多次元の各次元に対応する各運転変
数がデータテーブルの範囲内の値か否かを判定する判定
手段と、範囲内の場合はデータテーブル内のその運転変
数の値に対応した点火データを読出し、範囲外となった
運転変数がある場合は、その運転変数については範囲外
となる直前の値を用いて点火データを読出し、その読出
した点火データに対応した点火信号を出力する演算手段
とを設けたことにより、運転変数が範囲外の値になった
場合でも制御不能になることがなく、また範囲外となっ
た運転変数と範囲内のものとがある場合は、範囲内のも
のについてはその値を用いて読出すようになっているの
で、範囲外のものがある場合でも可能な限り運転状態に
適合した点火時期制御を行なうことが出来る。
したがってデータテーブルに記憶する範囲を必要最小限
に縮少することが出来るので、ＲＯＭの容量を小さくす
ることが出来る。
そのため前記第６図に記載するごとく多種のデータテー
ブルを備える場合でも、ＲＯＭの容量が過大になること
がなく、低コストで実用化が可能となる等の効果がある
。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による点火時期制御装置の要部のブロッ
ク線図、第２図は第１図の装置のＲＯＭに記憶させる二
次元テーブルの立体像と数値表を示す図、第３図は点火
進角決定のための各角度間の関係位置を示す図、第４図
はテーブルの格子間データの補間計算サブルーチンを示
す図、第５図は点火進角ドエル角決定手順を示すフロー
チャート、第６図は汎用テーブルを使用する装置のフロ
ーチャート、第７図は本発明の全体の構成を示す図であ
る。 符号の説明、１０・・・・・・センサ、１１・・・・・
・入力処理ＬＬＳＩ、１２・・・・・・中央演算ユニッ
ト、１３．１４・・・・・・ＲＯＭ、１５・・・・・・
出力処理ＬＳＩ、１６・・・・・・点火制御回路、１７
・・・・・・点火コイル、１８・・・・・・プラグ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ エンジンの運転変数すなわち負荷に対応した値と回
    転速度に対応した値とを検出する検出手段と、上記の二
    つの運転変数に応じた点火データを２次元のデータテー
    ブルとして予め記憶している記憶手段と、上記検出手段
    の出力から上記２次元の各次元に対応する各運転変数が
    データテーブルの範囲内の値か否かを判定する判定手段
    と、範囲内の場合はデータテーブル内のその運転変数の
    値に対応した点火データを読出し、範囲外となった運転
    変数がある場合は、その運転変数については範囲外とな
    る直前の値を用いて点火データを読出し、その読出した
    点火データに対応した点火信号を出力する演算手段と、
    上記点火信号に応じて点火動作を行なう点火装置とを備
    えた内燃機関の点火時期制御装置。
JP54019842A 1979-02-23 1979-02-23 内燃機関の点火時期制御装置 Expired JPS5948307B2 (ja)

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