JPS6235064A - 内燃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】 １亙立１ 本発明は、内燃エンジンの点火時期制御装置に関する。

１１且ｊ 内燃エンジンのシリンダヘッド等の燃焼室を構成する部
材に燃焼室に連通する貫通孔を穿ち、これに圧電素子等
を用いた圧力センサを挿入した構成としてシリンダ内圧
変化をいわゆる指圧信号として得ることが出来る。また
、シリンダヘッドとシリンダブロックとの間の結合部分
に圧力ゲージを介装して指圧信号を得る方式も考えられ
る。

内燃エンジンの運転状態におけるエンジンシリンダ内圧
変化は第１図に曲線Ａに示す如くなっていることが分る
。点火角θＩＧにて点火系をトリーガすると点火遅れθ
ｄをもって混合気に点火され、シリンダ内圧はその後急
上昇して最大圧力ピークＰ（以下指圧ピークと称する）
を経て降下する過程をたどる。

この指圧ピークのクランク角度位置は、エンジンが最大
出力を発揮する状態と関係することが知られており、こ
の最大出力を与えることができる指圧ピークのクランク
角度位置は、図示のように上死点後（以下ＡＴＤＣとい
う）１２°〜１３゜にあることが実験的に確かめられた
。よって、このＡＴＤＣＩ　２°〜１３°を理想のクラ
ンク角度位置として指圧ピークをＡＴＤＣｌ　２°〜１
３゜の理想のクランク角度位置となるように点火時期θ
ＩＧを制御する指圧検出方式の点火時期制御装置が提案
されている。

かかる点火時期制御装置はシリンダ内圧を直接検出して
シリンダ内圧を表わす指圧信号によってエンジンサイク
ル毎に指圧ピーク位置データを得、クランク基準位置デ
ータと比較して該エンジンサイクル毎の点火時期を進角
若しくは遅角せしめるようになっている。ところで、こ
のような指圧検出方式の点火時期制御装置を用いた自動
２輪車等の車両による高速走行後におけるエンジンアイ
ドル時にはエンジン温度が通常より高温になり、このと
き点火角が遅角され過ぎると燃焼時間が長くなりオーバ
ヒートになるので高温アイドル時のオーバヒート対策を
講することが望まれる。

１豆亘ＪＩＪ そこで、本発明は高温アイドル時のオーバヒートを防止
することができる指圧検出方式の点火時期制御装置を提
供することを目的とする。

本発明による点火時期制御装置は、エンジンが高温でか
つアイドル状態であるときには点火角を進角せしめるこ
とを特徴としている。

火蓋１ 第２図は、本発明による点火時期制御装置を示しており
、この装置においては、内燃エンジン（図示せず）の燃
焼室を形成するシリンダヘッド等の部材に貫通孔を穿ち
これに圧電素子等の圧力センサをその検出ヘッドが燃焼
室内に露出するが如く密着挿通せしめるなどして得られ
る指圧信号発生回路１が含まれている。クロック発生回
路２は、所定周期の又はエンジン回転に同期したクロッ
クパルスを生ずる。エンジン回転に同期したクロックパ
ルスを得る手段としてはクランクシャフトの回転に応動
して回転する円盤であって、等間隔にて多数のスリット
を有するスリット円盤にフォトカブラを組み合せてフォ
トカブラの出力信号によってクロックパルスを得る手段
が公知である。

基準位置発生回路３は、クランク角度位置すなわちエン
ジン回転角度位置が基準位置に達したことを示す基準位
置信号例えばＴＤＣ（Ｔｏｐ　　Ｄｅａｄ　　ｃｅｎｔ
ｅｒ）パルスを発生する。このＴＤＣパルスはクロック
発生回路２に用いたスリット円盤にＴＤＣパルス用スリ
スリットに設けかつＴＤＣパルス生成用フォトカプラを
設けることにより得ることが出来る。ピークホールド回
路４は基準位置信号によってクリアされた後、指圧信号
の最大値を保持し、比較回路５は該最大値を指圧信号自
身が下回ったときピーク検出信号を発する。

クランク角度位置計測用のカウンタ６はクロックパルス
をカウントしかつ基準位置信号によりクリアされており
、カウンタ６のカウント値は例えば８ビツトデータであ
りクランク角の現在値を示している。ラッチ回路１０は
比較回路５からのピーク検出信号がそのゲート端子Ｑに
供給される毎にカウンタ６のカウント値をラッチするよ
うになっている。一方、デコーダ１１は、カウンタ６の
カウント値が例えば６４になったとき読取指令信号を点
火角設定回路８に供給する。カウント値６４は、指圧ピ
ーク値が生ずると予測されるクランク角より大きいクラ
ンク角に対応しており、排気弁のバルブシーテイングノ
イズが指圧信号に混入しても影響を受けないような読み
取りタイミングを得ている。点火角設定回路８は、これ
に応じてラッチ回路１０の内容を読み取ってこのラッチ
内容をクランク角度上のピーク位置情報θｐｘと判断す
る。なお、デコーダ１１からの読取指令信号によってゲ
ートを開くゲート回路を経てラッチ内容を点火角設定回
路８に供給する構成も考えられる。一点火角設定回路８
は、マイクロプロセッサ等によって構成され、供給され
るピーク位置情報（データ）θｐ×を元にして後述する
プログラムに従って、所望の点火角θＩＧデータを点火
指令回路９に供給する。点火指令回路９は、基準位置信
号を基準としてクロックパルスをカウントしてクランク
角度現在値θｉｇを知り、この現在値θｉｇと入力θＩ
Ｇとが一致したとき点火スイッチＳＷを開放せしめ、こ
れにより点火トランスＴの１次コイルに点火電流が流れ
て点火プラグ（図示せず〉にて点火がなされる。なお、
点火角設定回路８と点火指令回路９とによって点火指令
手段が形成される。また、点火角設定回路８はエンジン
パラメータセンサ１２からの諸エンジンパラメータすな
わちエンジン回転数Ｎｅ１吸入負圧Ｐａ、スロットル間
度θｔｈ、エンジン冷却水ｍＴｗ等を基にして動作する
モードも備え得る。

第３図（Ａ）〜（Ｆ）は上記実施例回路の動作を説明す
る信号波形図である。すなわち、基準位置信号及びクロ
ックパルスは各々第３図（Ａ）、（Ｂ）において示され
るが如くである。指圧信号は第３図（Ｃ）の実線で示さ
れるが如く変化し、従って、ピークホールド回路４の出
力は第３図（Ｃ）の点線で示されるが如くである。比較
回路５は、指圧信号の極大点毎に第３図（Ｄ）の如きピ
ーク検出パルス信号を発する。第３図（Ｅ）はカウンタ
のカウント値の変化の様子を数字にて示している。

第３図（Ｆ）はラッチ回路１ｏのラッチ内容の変化の様
子を数字にて示している。第３図（Ｇ）はデコーダ１１
の出力変化を示し、この場合、高レベルが読取指令信号
である。

第４図は第２図に示した装置の点火角設定回路８の点火
制御に関するプログラム例を示している。

すなわち、点火角設定回路８は、点火制御動作をなすに
当って、まず、点火角θ１（、を初期値θＩＧｏｔ、：
設定しておいてデコ−ダ１１がらのの読取指令信号を持
ち、読取指令信号を受けるとラッチ回路１０のラッチ内
容をピーク位置情報θｌ）Ｘとして取り込むのである（
ステップＳ＋　、３２　）。次いでこのピーク位置情報
θρＸが上死点角度８丁。

Ｃ（ここではθＴＤＣ＝０”）ど例えば１２°の角度α
との和より大なるが小なるかを判断しくステップＳ３）
、大なれば点火角θＩＧをΔθだけ進角せしめ（ステッ
プ８４　）また、小なれば点火角θＩＧを△θだけ遅角
せしめる（ステップＳｓ）。点火角θＩＧの設定後、エ
ンジン回転数Ｎｅが所定アイドル回転数Ｎｅｔより小で
あるが否がを判別する（ステップＳｓ　）。Ｎｅ＜Ｎｅ
　＋の場合、更にエンジン冷却水ＩＴｗが所定温度ＴＷ
ｒ（例えば、８０℃）より大であるか否かを判別する（
ステップＳ＞）。Ｔｗ＞Ｔｗｒならば、点火角θｒＧを
所定角Δθｒだけ進角せしめる（ステップＳｓ）、一方
、Ｎｅ≧Ｎｅｔ又はＴｗ≦Ｔｗｒならば、所定角Δθｒ
だけの進角は行なわれない。

以上のスタートからエンドまでのステップＳ１ないし＄
８の１サイクルの動作が、クロックパルスに応じて順次
実行されかつ該サイクル動作が繰り返されるのである。

この点については以下のプログラムも同様である。

第５図は点火指令回路９をマイクロプロセッサによって
形成した場合の動作プログラム例を示している。すなわ
ち、点火指令回路９は基準装置信号を検知すると（ステ
ップＳｕ）、内蔵レジスタのクランク角現在値θｉｇを
θＴＣ）Ｃ（若しくは所定値）にセットする（ステップ
８１２＞。次いで、点火角設定回路８からの点火角デー
タθＩＧを取り込んで（ステップ１２）これをクランク
角現在値θｉｇと比較しθｔｇ＝θ！Ｇの条件が成立し
たとき直ちに点火指令を発して（ステップＳＩ４．８Ｉ
５）、点火スイッチＳＷを開放せしめる。・一方、θｉ
ｇ≠θｔＣの場合θ１ｇに単位クランク角δθを加えて
次のプログラムサイクルに備える（ステップ８１６）。

ステップＳ１４においては、θ１ｇ＝θ！Ｇか否かの判
断ではなく、６１ｇとθＩＧとの差がδθより小なるか
否かの判断とすることも考えられる。

上記例においては、ピーク位置データθｐｘがエンジン
サイクル毎に得られ、各サイクルにおけるθｐｘによっ
て次のサイクルのための点火角θｆＧが決定され、高温
アイドル時には点火角θＩＧが一所定角Δθｒだけ進角
される訳である。

第６図は、点火角設定回路８の他の動作プログラム例を
示している。このプログラムにおいては、点火角設定回
路８は、先ず、上記したプログラムと同様にステップＳ
＋　、８２を実行し、次いでエンジン回転数Ｎｅが所定
アイドル回転数Ｎｅｔより小であるか否かを判別する（
ステップ＄２１）。

Ｎｅ≧Ｎｅｉの場合には読み取ったピーク位置情報θｐ
×が上死点角度θＴＤＣと例えば１２°の角度αとの和
より大なるか小なるかを判断しくステップ５２２）、大
なれば点火角θＩＧをΔθ１だけ進角せしめ（ステップ
５２３）また、小なれば点火角θＩＧをΔθ１だけ遅角
せしめる（ステップ５２４）。一方、ＮｅくＮｅｉの場
合にはエンジン冷却水温Ｔｗが所定温度Ｔｗｒより大で
あるか否かを判別する（ステップ５２５）。ＴＷ≦ＴＷ
ｒならば、ステップＳηを実行し、Ｔｗ＞Ｔｗｒならば
、読み取ったピーク位置情報θｐ×が上死点角度０丁Ｏ
Ｃと角度β（β〈α）との和より大なるか小なるかを判
断しくステップ５２６）、大なれば点火角θＩＧをΔθ
２だけ進角せしめ（ステップ５２７）また、小なれば点
火角θＩＣをΔθ２だけ遅角せしめる（ステップ５２８
）。

上記例においては高温アイドル時にはピーク位置が上死
点角度θＴＤＣと角度αとの和の角度より小なる角度に
なるように制御することにより点火角が進角されている
。

なお、上記した本発明の各実施例においてはエンジンの
アイドル状態をエンジン回転数から検出しているが、こ
れに限らず、例えばスルットル開度と車速とから検出し
ても良いことは明らかである。

ｌ」Ｊと旌】 以上のことから明らかな如く、本発明による点火時期制
御装置によれば、エンジンの高温アイドル時には点火角
を進角せしめるので高速走行後等のアイドル時に点火角
が遅角され過ぎることが回避され、エンジンのオーバヒ
ートを防止することができるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、エンジンシリンダの内圧変化を例示するグラ
フ、第２図は、本発明の実施例を示す回路図、第３図は
第２図装置の動作を示す信号波形図、第４図及び第５図
は第２図の装置のマイクロプロセッサによって構成され
る部分の動作プログラムを示すフローチャート、第６図
は第２図の点火角設定回路の他の動作モードプログラム
を示すフローチャートである。 主要部分の符号の説明 ８・・・・・・点火角設定回路 ９・・・・・・点火指令回路 １０・・・・・・ラッチ回路 １１・・・・・・デコーダ ＳＷ・・・・・・点火スイッチ ■・・・・・・点火トランス 出願人　　　本田技研工業株式会社 代理人　　　弁理士　　藤村元彦 第５図 エンド 手続補正書く自発） 昭和６０年１０月２４日 １、事件の表示 昭和６０年特許願第１７３９００号 ２、発明の名称 内燃エンジンの点火時期制御装置 ３、補正をする者 事件との関係　　　　特許出願人 住　所　　　東京都渋谷区神宮前６丁目２７番８号名　
称　　　（５３２）　　本田技研工業株式会社４、代理
人　〒１０４ 住　所　　　東京都中央区銀座３丁目１０番９号６、補
正により増加する発明の数　　　　なし手続ネ甫正書（
自発） 昭和６０年１０月３０日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内燃エンジンのクランク回転角度位置が基準角度位置に
   達する毎に基準位置信号を発する基準位置信号発生手段
   と、エンジン燃焼室内圧を表わす指圧信号を発生する指
   圧信号発生手段と、１の基準位置信号発生から次の基準
   位置信号発生までの指圧信号の最大ピーク位置を表わす
   指圧ピークデータ信号を発生するピーク位置検出手段と
   、前記指圧ピークデータ信号に応じた点火角にてエンジ
   ン点火を指令する点火指令手段とからなる点火時期制御
   装置であって、エンジンが高温でかつアイドル状態であ
   るときには点火角を進角せしめることを特徴とする内燃
   エンジンの点火時期制御装置。