JPS6367026B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は内然機関の点火時期制御方法に関す
る。

［従来技術の説明］ 従来のこの種の制御方法にひとつに、内然機関
の所定回転角毎に得られる回転位置信号を基準と
してカウンタを動作させ、これによつて点火信号
の出力時期を決めるものがあつた。このような従
来技術においては、回転数等に応じて変化する点
火信号の出力時期をカバーするための点火ゾーン
にかかることのないひとつの回転位置信号を基準
として、点火信号の出力時期までのカウント数を
セツトしていた。そのため、特に低速の場合にカ
ウント時間が長くなり、その間の回転数変動が無
視されるので、点火信号の出力タイミングの精度
に問題があつた。

［発明の目的］ 本発明は上記観点に基づいてなされたもので、
その目的は、回転数の変動に拘らず精度良く点火
タイミングを得ることのできる点火時期制御方法
を提供することにある。

［目的を達成するための手段］ 本発明においては、点火サイクル毎に所定の回
転角で発生する基準パルスの１周期を、前記回転
角より小さい回転角毎に発生するパルスの周期で
規制して複数のステージに分割し、点火ゾーンの
手前でひとつのステージを特定し、この特定され
たステージの開始から点火時期までのカウント数
を、当該特定されたステージに関して採用可能な
最新ステージの時間幅と点火角度とに基づいて求
めた後、前記特定されたステージの開始で前記カ
ウント数の計数を開始し、前記特定されたステー
ジに続く新たなステージの開始毎に、時間幅を取
り出すステージを最新のものに変更すると共に、
この変更された最新の時間幅を用いて求めた前記
新たなステージの開始から点火時期までの新らし
いカウント数を用いて、従前のカウント数に代え
て当該新らしいカウント数の計数を開始すること
により点火タイミングを得ることによつて、上記
目的を達成する。

［発明の実施例］ 第１図は本発明の実施のための一構成例を示す
ブロツク図、第２図および第３図は第１図の構成
の動作タイムチヤート、第４図Ａ〜第４図Ｋは第
１図の構成のフローチヤートである。

第１図において、マイクロコンピユータ１は、
割込入力として波形整形器２および３を介して基
準信号ａおよびクランク角信号ｂを受けいれると
共に、Ａ／Ｄコンバータ４を介してエンジンの水
温および吸気圧およびバツテリ電圧に関する情報
を取り込む。

基準信号ａは、本例では、エンジン２回転につ
き４個のパルスを与える。基準信号ａのパルスは
最大遅角の近傍で発せられる。クランク角信号ｂ
は上記エンジンの２回転で48個のパルスを与え
る。従つて、第２図に示されるように、基準信号
ａの１周期に対して12パルスのクランク角信号ｂ
が対応する。クランク角信号ｂの１周期はステー
ジを形成し、従つて基準信号ａの１周期に対して
12個のステージが対応する。なお、第２図におけ
る波形符号ａ〜ｄは第１図の構成の参照符号ａ〜
ｄに対応している。

吸気圧情報は点火時期を決定するためのひとつ
の要素として、水温情報は点火時期の補正のため
に、電圧情報は通電時間の補正のために夫々取り
込まれる。

マイクロコンピユータ１は、その出力としてハ
ード／ソフト切換信号ｃと点火信号ｄとを信号切
換回路５に与える。信号切換回路５には更に波形
整形器２から基準信号ａが与えられている。ハー
ド／ソフト切換信号ｃは、エンジンの回転数が例
えば400rpm以下の場合にＨレベルとなり、以上
ではＬレベルとなる。信号切換回路５は、ハー
ド／ソフト切換信号ｃがＨレベルの場合に基準信
号ａを後段の増幅器６に送り、Ｌレベルの場合に
点火信号ｄを増幅器６に送る。そして増幅器６の
出力がイグニツシヨンコイル７に与えられること
になる。

以下上記構成の動作を第２図および第３図並び
に第４図Ａ〜第４図Ｋを用いて説明する。

制御プログラムのスタートで、第４図Ａに示さ
れるように、初期設定およびハード点火を経て始
動が開始される（ステツプ１０，１１，１２）。
ハード点火でハード／ソフト切換信号ｃはＨレベ
ルとなり、信号切換回路５を介して基準信号ａが
イグニツシヨンコイル７に与えられる。この状態
ではマイクロコンピユータ１からの点火信号ｄは
コイル７に与えられず、ハード的な点火が行なわ
れる。始動では、基準信号ａの割込によつてその
周期を取り込み、エンジンの回転数Neを得て、
この回転数NeがNe_MIN＋α≦Ne≦Ne_MAX＋αを
満足する場合に次のステツプ１３に移行する。こ
こで、Ne_MINは最低許容回転数（例えば300rpm）、
Ne_MAXは最高許容回転数（例えば8000rpm）、α
は付加回転数（例えば100rpm）である。回転数
が上記条件を満足しない場合には、初期設定（ス
テツプ１０）に戻される。（図示しない）。なお、
回転数Neは後述の第４図Ｇのステツプ４６で演
算される。

ステツプ１３では、ステージカウンタが２か否
かの判断が行なわれる。ステージカウンタはクラ
ンク角信号ｂの１周期で規制される前述のステー
ジ１〜１２（第２図参照）を計数するカウンタ
で、第４図Ｂのフローに示されるように基準信号
ａの割込が発生するたびにリセツトされ、第４図
Ｃのフローに示されるようにクランク角信号ｂの
割込すなわちステージが変るたびに＋１インクリ
メントされる。ステージカウンタが２であれば次
のステツプ１４に移行し、第２ステージになるま
で待ち状態となる。

ステツプ１４では完了フラグの判断が行なわれ
る。完了フラグは、極めて低速の場合にステツプ
１３〜２０によつて形成される閉ループを繰り返
して流れる可能性があるので、これを防止してこ
のループの通過を１回に限るためにもうけられて
いるフラグである。完了フラグは、このフローの
ステツプ２０で１が立てられ、第４図Ｇのステツ
プ４７で０にされる。完了フラグが０であれば次
のステツプ１５に移行し、１であれば０になるま
で待ち状態となる。

ステツプ１５および１６は夫々低回転判断およ
び高回転判断であり、Ne_MINは前述の例に従えば
300rpm、Ne_MAXは8000rpmである。回転数Neが
300rpm〜8000rpmの範囲内にあれば次のステツ
プ１７に移行し、それ以外ではスタートに戻され
る。

ステツプ１７ではハード点火からソフト点火、
すなわち点火信号ｄを用いる点火に移される。こ
れにより、ハード／ソフト切換信号ｃはＬレベル
となり、信号切換回路５を介して点火信号ｃがイ
グニツシヨンコイル７に与えられるようになる。

次のステツプ１８では点火時期θ_igが演算され
る。この演算は、回転数Neと吸気圧とを用いた
アツプ検索により求めたデータを補間演算して点
火時期θ_igを得るものであり、周知の手段である。
演算された点火時期θ_igは水温等により補正した
後、一時記憶される（ステツプ１９）。次いで、
完了フラグに１が立てられて、ステツプ１３に戻
される。

以上がメインフローであり、この流れの中で、
基準信号ａの割込およびクランク角信号ｂの割込
ならびにタイマ０（図示しない）の割込が発生す
る。なお、タイマ０はマイクロコンピユータ１の
内蔵タイマで、後述から明らかなように通電タイ
ミングおよび点火タイミングの双方の計数に用い
られる。

第４図Ｂにおいて、基準信号ａの割込はその立
上りで発生する。この割込が生ずると、タイマ１
（図示しない）をストツプしてそのカウント数を
一時記憶し、リセツトしてスタートさせる（ステ
ツプ２１）。タイマ１はタイマ０と同様にマイク
ロコンピユータ１の内蔵タイマで、基準信号ａの
周期およびクランク角信号ｂの周期すなわちステ
ージの時間幅を計数する。タイマ１の処理を終了
したら、前述したステージカウンタをリセツトし
て（ステツプ２２）、割込が発生した時点にリタ
ーンする。

第４図Ｃにおいて、クランク角信号ｂの割込は
基準信号ａの割込と同様にその立下りで発生す
る。この割込が発生すると、先ず、前述したよう
にステージカウンタが＋インクリメントされる
（ステツプ２３）。従つて、ステージカウンタを参
照すれば現在のステージを知ることができる。次
いで、タイマ１の内容を読み取り（ステツプ２
４）、その計数すなわちステージの時間幅を一時
記憶した後、次のステツプ２５に移行する。ステ
ツプ２５では、第４図Ｄで説明するタイマ０のの
起動が行なわれる。次いで、第４図Ｆ〜第４図Ｊ
で説明するステージカウンタの内容に従う仕事の
振り分けを行なつた後（ステツプ２６）、この割
込が発生した時点にリターンする。

第４図Ｄにおいて、タイマ０の起動は先ず、点
火準備フラグの判断から始められる（ステツプ２
７）。点火準備フラグは既に点火がなされたか否
かを知るためのフラグで、第４図Ｆのステツプ４
１で１にされ、第４図Ｅのステツプ３９で０にさ
れる。すなわち、第１ステージで１が立てられ、
点火が終ると０にされる。従つて、点火準備フラ
グ＝０では、既に今回の点火は終了しているの
で、第４図Ｃのステツプ２６に移行する。このフ
ラグが１であれば次のステツプ２８に進む。

ステツプ２８ではオンフラグの判断が行なわれ
る。オンフラグは点火のための通電が行なわれて
いるか否かを知るもので、第４図Ｅのフローに示
されるように、通電開始で１、点火終了で０にさ
れる。オンフラグが０であれば、次のオンステー
ジ判断に移行する（ステツプ２９）。オンステー
ジ判断は、現在のステージが通電開始のステージ
であるか否かを判断するもので、通電開始ステー
ジでなければ第４図Ｃのステツプ２６に移行し、
通電開始ステージであれば次のステツプ３０に進
む。オンステージ判断の基になるオンステージの
番号は第４図Ｉのデユーテイ計算で得られる。

ステツプ３０では、タイマ０にオンデータがセ
ツトされる。オンデータは通電開始のためのデー
タで、オンステージの番号と共に第４図Ｉのデユ
ーテイ計算で得られるオンデータ角度情報を第４
図Ｋのステツプ４４で時間変換したものである。
オンデータのセツトでタイマ０をスタートして
（ステツプ３１）、４図Ｃのステツプ２６に移行す
る。タイマ０は第４図Ｅのフローに従つて通電開
始を規制する。

先の判断ステツプ２８で、オンフラグ＝１の場
合すなわち通電されている場合にはステージカウ
ンタの内容判断が行なわれる（ステツプ３２）。
ステージカウンタの内容が８に等しいか或は大で
ある場合にはステツプ３３に進み、それ以外では
第４図Ｃのステツプ２６に移行する。

ステツプ３３では、タイマ０に点火データがセ
ツトされる。この時、タイマ０は通電開始を規制
し終つているのでフリーの状態にある。点火デー
タは点火時期までの時間データで、第４図Ａのス
テツプ１８および１９で得られた点火時期θ_igを
第４図Ｊのステツプ５１で時間変換したものであ
る。点火データのセツトでタイマ０をスタートし
て（ステツプ３１）、第４図Ｃのステツプ２６に
移行する。

ステツプ２８→３２→３３→３１のルートは、
第８ステージ以後点火時期θ_igに至るまでに発生
するクランク角信号ｂの割込毎に利用される。そ
して、第４図Ｊで詳しく述べるように、その都度
新しい点火データにセツトしなおされる。上記過
程は第２図でより明らかにされる。

第２図のクランク角信号ｂにおいて、第９〜第
12ステージは点火ゾーンであり、点火時期θ_igは
回転数等に応じてこの中で変化する。点火時期
θ_igは第12ステージの中にある。点火ゾーン手前
の第８ステージの開始で、その開始から点火時期
θ_igまでの点火データである時間パルス数P₁がカ
ウンタ０にセツトされる。時間パルス数P₁は、
第６ステージの時間幅t₆を用いて第７ステージで
次式を用いて演算される。

P₁＝t₆／15゜×（75゜−θ_ig） ここで、15゜はクランク角信号ｂの１周期の角
度、75゜は第８ステージの開始から第12ステージ
の終りまでの角度である。次の第９ステージで
は、第７ステージの時間幅t₇を用いて第８ステー
ジで演算した、第９ステージの開始から点火時期
θ_igまでの時間パルス数P₂がカウンタ０にセツト
される。時間パルス数P₂は次式で求められる。

P₂＝t₇／15゜ ×（75゜−θ_ig−15゜） 以後最終の時間パルス数P₅まで、採用する時
間幅のステージをより新しいものにすると共に１
ステージの角度（15゜）を減算しながら、各時間
パルス数を求めてタイマ０にセツトすることによ
り、目的の点火時期θ_igに到達する。なお、P₁〜₅
の演算は第４図Ｊのステツプ５１で行なわれる。

次に、第４図Ｅのタイマ０の割込フローを説明
する。先ず、第４図Ｄのフローにおいて通電開始
を表わすオンデータがセツトされてタイマ０がス
タートしているとすると、当該オンデータの計数
を終了することで、割込が発生する。この時点で
はオンフラグは０であるから、判断ステツプ３４
を経てステツプ３５に進み、通電が開始される。
これにより、点火信号ｄが立上り信号切換回路５
を介してコイル７への通電が開始される。通電開
始後はオンフラグに１を立て（ステツプ３６）、
この割込の発生した時点にリターンする。

次に、第４図Ｄのフローにおいて点火時期を表
わす点火データがセツトされてタイマ０がスター
トしているとすると、当該点火データは前述した
ようにクランク角信号ｂの割込毎に更新されて計
数の終了に至り、これによつて割込が発生する。
この時点ではオンフラグは１であるから、ステツ
プ３４を経てステツプ３７に進み、点火が行なわ
れる。これにより、点火信号ｃは急激に立下り、
コイル７に高電圧が誘起され、図示しないエンジ
ンの目的プラグに供給される。点火後は、オンフ
ラグおよび点火準備フラグを０にして（ステツプ
３８および３９）、この割込の発生した時点にリ
ターンする。

次に、第４図Ｃのステツプ２６におけるステー
ジカウンタによる仕事の振り分けについて第４図
Ｆ〜第４図Ｋを用いて説明する。

ステージカウンタが１の場合すなわち第１ステ
ージでは、第４図Ｆのフローに従い、ステツプ４
０でオンステージの判別を行ない、ステツプ４１
で点火準備フラグに１を立てた後、第４図Ｃのフ
ローに戻る。

オンステージの判別では、第４図Ｋに示される
ように、点火準備フラグが１すなわち点火前で
（ステツプ４２）、しかも次のステージが通電開始
のステージである場合に（ステツプ４３）、当該
次のステージの開始から通電開始時期までの角度
Δθ_Dが時間変換される（ステツプ４４）。それ以
外の場合では、角度Δθ_Dの時間変換を行なうこと
なく第４図Ｆのステツプ４１に進む。角度Δθ_Dの
時間変換は第３図でより明らかにされる。

第３図において、通電開始時期が第４ステージ
で、この第４ステージの開始から通電開始時期ま
での角度Δθ_Dを時間変換する場合、通電開始ステ
ージである第４ステージの２つ手前のステージで
ある第２ステージの時間幅t₂を用いて、通電開始
ステージの直前ステージすなわち第３ステージで
次の比例計算を行なうことによつて求める。

Ｐ（Δθ_D）＝Δθ_D／15゜×t₂ ここで、15゜はクランク角信号ｂの１周期の角
度である。この変換されたＰ（θ_D）は第４図Ｄの
ステツプ３０のオンデータとして用いられる。な
お、角度Δθ_Dは第４図Ｉのデユーテイ計算で求め
られる。

ステージカウンタが２の場合すなわち第２ステ
ージでは、第４図Ｇのフローに従い、ステツプ４
５で前述のオンステージの判別が行なわれ、ステ
ツプ４６での回転数Neの演算を経て、ステツプ
４７で完了フラグを０にした後、第４図Ｃのフロ
ーに戻る。

ステージカウンタが３，４および６の場合すな
わち第３，第４，第６ステージでは、第４図Ｈの
フローに従い、ステツプ４８で前述のオンステー
ジの判別を行なつた後、第４図Ｃのフローに戻
る。

ステージカウンタが５の場合すなわち第５ステ
ージでは、第４図Ｉのフローに従い、ステツプ４
９でデユーテイ計算すなわち通電角度θ_Dの演算が
行なわれ、その後第４図Ｈのフローに入る。通電
角度θ_Dは、回転数Neおよびバツテリ電圧に従い
マツプ検索によつて得られる。得られた通電角度
θ_Dと第４図Ａのメインフローで得られた点火時期
θ_igとから、通電開始のステージすなわちオンス
テージとオンステージの開始から通電開始時期ま
での角度Δθ_Dが求められる。すなわち、 θ_ig＋θ_D＝Δθ_D＋15゜×Ｎ を用いてステージ数Ｎを変えることによつて、
Δθ_DとＮが求まるので、オンステージは12−Ｎと
なる。

ステージカウンタが７〜12の場合すなわち第７
〜第12ステージでは、第４図Ｊのフローに従い、
ステツプ５０でオンステージの判別を行ない、次
いでステツプ５１で点火時期θ_igの時間変換を行
なつた後、第４図Ｃのフローに戻る。なお、点火
時期θ_igの時間パルス数への変換については前述
した通りである。

以上説明した実施例では、タイマ０の点火駆動
を第８ステージから行なつているが、これに限定
するものではない。通電開始後のより早いステー
ジでタイマ０の点火駆動を行なうようにすれば、
タイマ０のスタート後に断線等によつてクランク
角信号ｂが現れなくなつた場合或は極めて急激な
減速によりクランク角信号ｂの周期が長くなつた
場合に、通電の長期継続によるイグナイタやイグ
ニシヨンコイルの焼損或は破壊をより有効に防止
することができる。すなわち、タイマ０に点火デ
ータがセツトされていれば、その時間経過で点火
が生じて通電が停止するためである。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、点火時期
をカウントするタイマの内容がより新しいステー
ジの時間幅の基づいて逐次セツトしなおされるの
で、最新のカウントデータで点火時期を計数する
ことができ、回転数の変動に対しても精度良く点
火タイミングを得ることが可能な点火時期制御方
法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施のための一構成例を示す
ブロツク図、第２図および第３図は第１図の構成
の動作タイムチヤート、第４図Ａ〜第４図Ｋは第
１図の構成の動作フローチヤートである。 １：マイクロコンピユータ、２，３：波形整形
器、４：Ａ／Ｄコンバータ、５：信号切換回路、
６：増幅器、７：イグニツシヨンコイル、ａ：基
準信号、ｂ：クランク角信号、ｃ：ハード／ソフ
ト切換信号、ｄ：点火信号。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 点火サイクル毎に所定の回転角で発生する基
   準パルスの１周期を、前記回転角より小さい回転
   角毎に発生するパルスの周期で規制して複数のス
   テージに分割し、点火ゾーンの手前でひとつのス
   テージを特定し、この特定されたステージの開始
   から点火時期までのカウント数を、当該特定され
   たステージに関して採用可能な最新ステージの時
   間幅と点火角度とに基づいて求めた後、前記特定
   されたステージの開始で前記カウント数の計数を
   開始し、前記特定されたステージに続く新たなス
   テージの開始毎に、時間幅を取り出すステージを
   最新のものに変更すると共に、この変更された最
   新の時間幅を用いて求めた前記新たなステージの
   開始から点火時期までの新らしいカウント数を用
   いて、従前のカウント数に代えて当該新らしいカ
   ウント数の計数を開始することによつて、点火タ
   イミングを得ることを特徴とする点火時期制御方
   法。