JPS6235073A - 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】 良丘立１ 本発明は、内燃エンジンの点火時期制御８置に関する。

１１且且 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
貸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ＡＴＤＣＩ　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
Ｉ（、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譚データを得、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、エンジンの冷間始動後のファーストアイドル
時にはエンジンオイルが冷えており粘性が高くエンジン
の摩耗馬力が大きいので大きな起動馬力が必要となる。

よって、このファーストアイドル時に上記した指圧検出
方式の点火時期制御装置において点火角を適切に制御し
てエンジンストールを防止しつつ＠機を促進することが
望まれるのである。

ｌ団夏且Ｉ そこで、本発明はファーストアイドル時のエンジンスト
ールを防止しかつ暖機の促進を図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、エンジンのファース
トアイドル時には点火角を遅角せしめることを特徴とし
ている。

裏庭圀 第２図は本発明による点火時期制御１１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ｎ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プラを組み合せ゛て
フォトカプ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　　Ｃｅｎｔｅ
ｒ）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がらのピーク検出信号がそのゲート端子９に
供給される毎にカウンタ６のカウント（直をラッチする
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ｊ−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情報（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θ
ＩＧ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θ［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Ｎ
ｅ、吸入負圧Ｐ８、スロットル開度θｔｈ、エンジン冷
却水ｆｆｉＴｗ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、点火制御動作をなすに
当って、まず、点火角θＩＣを初期値θｌ−Ｃ０に設定
しておいてデコーダ１１か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
ピーク位置情報θｐ×どして取り込むのである（ステッ
プＳ＋　、８２　）。次いでこのピーク位置情報θｐ×
が上死点角度θＴＤＣ（ここではθｒｏｃ＝０°）と例
えば１２゛の角度αとの和より犬なるか小なるかを判断
しくステップＳ３）、大なれば点火角θｒｃをΔθだけ
進角せしめ（ステップＳａ　）また、小なれば点火角θ
ＴＧを八〇だけ遅角ゼし める（ステップＳｓ）。点火角θＩＧの設定後、エンジ
ン回転数Ｎｅが所定ファーストアイドル回転数Ｎｅｒよ
り小であるか否かを判別する（ステップＳｓ　）。Ｎｅ
＜Ｎｅｒの場合、更にエンジン冷却水Ｗ　Ｔ　ｗが所定
低温度ＴＷｒより小であるか否かを判別する（ステップ
Ｓア）。Ｔｗ＜Ｔｗｒならば、点火角θＩＧを所定角Δ
θｒだけ遅角せしめる（ステップＳｓ）。一方、Ｎｅ≧
Ｎｅｒ又は７ｗ≧７ｗｒならば、所定角Δθｒだけ遅角
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Ｓ８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５１１）、内蔵レジスタのクランク角現在値θｉｇ
をθｔｏｅ（、若しくは所定値）にセットする（ステッ
プ５１２）。次いで、点火角設定回路８からの点火角デ
ータθｒＧを取り込んで（ステップ＋２　＞これをクラ
ンク角現在値θｉｇと比較しθｉｇ−〇ＩＧ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．
８Ｉ５）、点火スイッチＳＷを開放せしめる。一方、θ
ｉｇ≠θ！Ｇの場合θｉａ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＝θｒＧ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θｐ×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θｒＧが決定され、ファ
ーストアイドル時には点火角θＩＧ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５２１）。

Ｎｅ≧Ｎｅｒの場合には読み取ったピーク位置情報θｐ
ｘ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＜Ｎｅｒの場
合にはエンジン冷却水温ＴＷが所定温度Ｔｗｒより小で
あるか否かを判別する（ステップＳ２５〉。ＴＷ≧ＴＷ
ｒならば、ステップＳ２２を実行し、ＴＷ＜ＴＷｒなら
ば、読み取ったピーク位置情報θｐｘが上死点角度θＴ
ＤＣ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Ｓ２［ｉ）、大なれば点火角θＩＧを
Δθ２だけ進角せしめ（ステップ５２７）また、小なれ
ば点火角θＩＧをΔθ２だけ遅角せしめる（ステップ５
２８）。

上記例においてはファーストアイドル時にはビ一り位置
が上死点角度θＴＣ）Ｃと角度αと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が遅角さ
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
ファーイトアイドル状態をエンジン回転数及び冷却水温
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、車速及び冷却水温から検出しても良いことは明ら
かである。

ｌ団Ｌ１皿 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、エンジンのファーストアイドル時には
点火角を遅角せしめるので適切なエンジン出力が得られ
エンジンストールが防止されると共に暖磯の促進を図る
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 手続ネ市正書（自発） 昭和６０年１０月２９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、エンジンがファーストアイドル状態であ
   るときには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。