JPS6235067A - 車載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】 炎丘且Ｉ 本発明は、車載内燃エンジンの点火時期制御装置に関す
る。

背１えｆ 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
材に燃焼室に連通ずる貫通孔を穿ち、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θｌ’　Ｇにて点火系をトリガすると点火遅れ
θｄ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ＡＴＤＣ１２°〜１３°を理想のクラン
ク角度位置として指圧ピークをＡＴＤＣｌ　２°〜１３
゜の理想のクランク角度位置となるように点火時期θＩ
Ｇ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備えた自動
２輪車等の車両が低速走行している場合に点火時−期が
早くなり過ぎると排気ガス中の未燃焼有害成分、特に１
−ＩＣ（炭化水素）が増大するのでるので低速走行時の
エミッション対策を講することが望まれる。

ｌ１豊ＪＩＪ そこで、本発明は車両の低速走行時のエミッション対策
を講じた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、車速が所定速度以下
の低車速状態であるときには指圧ピーク位置データによ
って定められる点火角を遅角せしめることを特徴として
いる。

火車り 第２図は、本発明による車載内燃エンジンの点火時期制
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りし
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プ
ラを組み合ゼ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ブ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％Ｑ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グ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
ク位置データθｐｘと判断する。なお、デコーダ１１が
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。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データθｐｘ
を元にして後述するプログラムに従って、所望の点火角
θｒｃ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り、この現在値θ１ｇと入力θＩ
Ｇとが一致したとき点火スイッチＳＷを１ｔｆｔ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Ｎｅ、車速ＶＳＮ吸入負圧Ｐ
　８　、スロットル開度６ｔｈ、エンジン冷却水温ＴＷ
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）は度現在値
θｉｇを知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１０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、点火制顛動作をなすに
当って、まず、点火角θＩＧを初期値θＩＣＯに設定し
ておいてデコーダ１１がらのの読取指令信号を待ち、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
ーク位置データθｐｘとして取り込むのである（ステッ
プＳ＋　、Ｓ２　）。

次いでこのピーク位置データθｐｘが上死点角度θＴＤ
Ｃ＜ここではθＴＤＣ＝０°）と例えば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θｆＧをΔθだけ進角せしめ（ステッ
プ８４　）また、小なれば点火角θ［ＧをΔθだけ遅角
せしめる（ステップＳｓ）。点火角θＩＧの設定後、車
速Ｖｓを読み込み、その車速Ｖｓが所定速度■Ｓｒより
小であるか否かを判別する（ステップ８６　）。Ｖｓ＜
Ｖｓｒの場合、低車速状態であるので点火角θＩＧを所
定角Δθｒだけ遅角せしめる（ステップＳ７）。一方、
■Ｓ≧Ｖｓｒならば、所定角Δθｒだけの遅角は行なわ
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Ｓ７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。

かかる動作においてはピーク位置データθｐｘがθＴＤ
Ｃ＋αに等しくなるようにフィードバック制御している
が、ピーク位置データｑｐｘがθＴＤＣ＋α±β（Ｘ）
の領域内の値になるように制御しても良いのである。こ
こで、β（・Ｘ）はエンジン回転数Ｎｅ１スロツトル開
度θｔｈ、エンジン吸入負圧Ｐ８のいずれか１によって
設定することができ、こうすることによりフィードバッ
ク系全体の安定性の向上を図ることができる。

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は基準位置信号を検知するとくステ
ップＳｕ）、内蔵レジスタのクランク角現在値θｉｇを
θＴＤＣ（若しくは所定値）にセットする（ステップ５
１２）。次いで、点火角設定回路８からの点火角データ
θｒＧを取り込み（ステップ５１３）これをクランク角
現在値θｉｇと比較しθｉｇ＝θＩＧ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Ｓ１４．Ｓ’ｓ
＞、点火スイッチＳＷを開放せしめる。一方、θｊＱ≠
θ！Ｇの場合θｉｇに単位クランク角δθを加えて次の
ブＯグラムサイクルに備える（ステップ５１６−）。ス
テップＳＬ４においては、θｉｇ＝θ［Ｇか否かの判断
ではなく、８１ｇとθＴＧ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θＩＧが決定され、低車
速時には点火角θ［Ｇが所定角Δθｒだけ遅角される訳
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、次いで車速ＶＳを読み込み、その
車速Ｖｓが所定車速■Ｓｒよりの小であるか否かを判別
する（ステップ５２１）。Ｖｓ≧ｙｓｒの場合には読み
取ったピーク位置データθｐｘ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Ｓ２２　）　、大なれば点火角θＩ（、
をΔθ盲だけ進角せしめ（ステップ５２３）また、小な
れば点火角θｆＧを△θ１だけ遅角せしめる（ステップ
５２４）。一方、Ｖｓ＜Ｖｓｒの場合には、低車速状態
であるので読み取ったピーク位置データθｐＸが上死点
角度θＴＤＣ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Ｓδ）、大なれば点火角θＩ
ＧをΔθ２だけ進角せしめ（ステップ８２Ｂ）また、小
なれば点火角θＩＧをΔθ２だけ遅角せしめる（ステッ
プ５２７）。

上記例においては低車速時にはピーク位置が上死点角度
θＴＤＣと角度αどの和の角度より大なる角度になるよ
うに制御することにより点火角θＩＧが遅角されている
。

１亙豊ｌｊ 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、低車速時には指圧ピーク位置データに
よって定められる点火角を遅角せしめるので燃焼時間が
長くなりＨＣの排出を減少させ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 Ｔ・・・・・・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４図 スタート エンド 手続ネ１３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１７３９０３号 ２、発明の名称 車載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：ｊ、
’ｒ　　−゛ 手続ネ甫正書（自発） 昭和６０年１０月３０日 １、事件の表示 昭和６０年特許願第１７３９０３号 ２、発明の名称 車載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 ５、補正命令の日付　　　自発

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 車載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
   制御装置であつて、車速が所定速度以下の低速度状態で
   あるときには前記点火角を遅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。