(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気量に基づき第１所定周期毎に基本点火時期を算出する基本点火時期算出手段と、
前記第１所定周期よりも短周期の第２所定周期毎に検出されるスロットル弁の変化度合いに基づき点火時期補正値を算出する点火時期補正手段と、
前記基本点火時期及び前記点火時期補正値に基づき所定クランク角度で点火時期を決定する点火時期決定手段と、
吸気弁閉弁時期に略対応するクランク角度と前記所定クランク角度の間で前記基本点火時期算出手段により基本点火時期が算出された場合は前記点火時期決定手段での点火時期の決定の際に前記点火時期補正値に基づく点火時期の補正を禁止する禁止手段と
を備えたことを特徴とする内燃機関の点火時期制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の点火時期の制御を行う点火時期制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガソリンを燃料とする火花点火式内燃機関（エンジン）は、ピストンで圧縮した混合気に火花を飛ばして混合気を燃焼させて出力を得るようになっており、燃焼によって発生する圧力がピストンを押し下げる力として効率的に働くように、最適なクランク位置で十分なエネルギの火花を飛ばすように点火時期が制御されている。
【０００３】
点火時期は、エンジンの回転速度と吸気量に基づく負荷とに基づいてマップ化された基本点火時期に、水温や大気圧等に基づく定常補正が加味されて決定されている。マップによる基本点火時期の検索は、予め設定された所定周期毎にエンジンの回転速度情報や負荷情報を読み込んで行われている。
【０００４】
一方、点火周期は、基本点火時期の検索を行う所定周期よりも短い場合があり、基本点火時期の演算が時々刻々のエンジン状態の変化に追従できない場合がある。このため、スロットル弁の変化度合いに基づいてエンジンの状態（加速状態）を予測し、基本点火時期に定常補正を加味し、更に、加速補正を加味して最終的に点火時期を決定している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、点火プラグの最終的な点火時期を決定するタイミングが、圧縮上死点前７５度（７５°Ｂ  ）の位置のエンジンでは、７５°Ｂ  で点火時期制御のタイマが作動して最終的な点火時期に一致した位置の時に点火が実行されるようになっており、また、基本点火時期の算出に用いられる吸気量は圧縮上死点前１８５  度（１８５  °Ｂ  ：吸気弁閉弁時期に略対応）の位置の時に吸入された空気量により実際の吸気量が決定されるようになっている。
【０００６】
しかし、基本点火時期の検索周期は略一定とされているが、他の制御が割り込んだ場合や、エンジンの回転が変化すると、エンジンのクランク角度に対して基本点火時期の検索位置がずれることになり、基本点火時期の検索位置はクランク角度に対しては一定とはなっていない。
【０００７】
このため、基本点火時期の検索位置が１８５  °Ｂ  より前になる検索周期の場合、この時の基本点火時期の検索に使用される吸気量はクランクシャフトが３６５  度ＢＴＤＣ（３６５  °Ｂ  ）の位置の時の吸入空気量が用いられる。この場合、点火実時の燃焼室内の吸気量（１８５  °Ｂ  ）と基本点火時期を求めるための吸気量（３６５  °Ｂ  ）にずれが生じることになるため、上述した加速補正を加味した点火時期の決定が必要となる。
【０００８】
ところが、基本点火時期の検索位置が１８５  °Ｂ  と７５°Ｂ  の間に位置する検索周期の場合、この時の基本点火時期の検索に使用される吸気量は１８５  °Ｂ  の吸入空気量が用いられる。この場合には、基本点火時期を求めるための吸気量が、５  °Ｂ  の点火時の燃焼室内の吸気量（１８５  °Ｂ  ）になるため、加速補正を加味する必要がなく点火時期の決定に加速補正を加味すると過補正となってしまう。
【０００９】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、基本点火時期の検索位置に拘らず正確な点火時期制御が実施できる内燃機関の点火時期制御装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明では、吸気弁閉弁時期に略対応するクランク角度と点火時期が決定される所定クランク角度との間で基本点火時期算出手段により基本点火時期が算出された場合は、禁止手段により、点火時期決定手段での点火時期の決定の際に点火時期補正値に基づく点火時期の補正を禁止するようにすることで、点火時期補正をを加味する必要がない場合の過補正を防止し、基本点火時期の検索位置に拘らず正確な点火時期制御を実施する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下図面に基づいて本発明の実施形態例を説明する。図１には本発明の一実施形態例に係る点火時期制御装置を備えた内燃機関の概略構成、図２には点火時期制御のブロック構成、図３には点火時期制御状況を表すタイムチャート、図４乃至図６には点火時期制御のフローチャートを示してある。
【００１２】
図１に示すように、内燃機関（エンジン）１のシリンダヘッドには各気筒毎に燃焼室２を臨む点火プラグ３が取り付けられ、エンジン１のシリンダ４にはピストン５が上下方向に摺動自在に支持されている。また、各気筒の所定のクランク位置でクランク角信号ＳＧＴ  を出力するクランク角センサ６が設けられ、クランク角センサ６はエンジン回転速度を検出可能としている。
【００１３】
シリンダヘッドには燃焼室２を臨む吸気ポート及び排気ポートが形成され、吸気ポートには吸気管７が接続されると共に排気ポートには排気管８が接続されている。吸気管７にはスロットルボデー９が設けられ、スロットルボデー９には流路を開閉するスロットル弁１０が設けられると共に、スロットル弁１０の開度状況を検出するスロットルポジションセンサ１１が備えられている。排気管８には触媒１２及び図示しないマフラーが備えられている。また、吸気管７にはエアクリーナ１３が接続されると共に吸入空気量を検出するエアフローセンサ１４が設けられている。
【００１４】
クランク角センサ６、スロットルポジションセンサ１１、エアフローセンサ１４等の各種センサ類の検出情報は電子制御ユニット（ＥＣＵ）１５に入力され、ＥＣＵ１５は各種センサ類の検出情報に基づいて、燃料噴射量を始めとして点火時期等を決定し、燃料噴射弁や点火プラグ３等を駆動制御する。このＥＣＵ１５には、入出力装置、制御プログラムや制御マップ等の記憶を行う記憶装置、中央処理装置及びタイマやカウンタ類が備えられており、ＥＣＵ１５によってエンジン１の総合的な制御が実施される。
【００１５】
そして、圧縮上死点前１８５  度（１８５  °Ｂ  ：吸気弁閉弁時期に略対応）の位置の時（図３中▲２▼の時）にエアフローセンサ１４で検出された空気量により実際の吸気量が決定される。点火時期は、エンジン１の回転速度Ｎｅ及びこの吸気量に基づき算出される負荷Ｅｖに基づいて検索された基本点火時期に、水温や大気圧等に基づく定常補正が加味されて決定されている。マップによる基本点火時期の検索は、予め設定された第１所定周期毎にクランク角センサ６で検出されるエンジンの１の回転速度Ｎｅの情報と１８５  °Ｂ  毎にエアフローセンサ１４で検出される吸気量に基づき算出される負荷Ｅｖの情報を読み込んで行われている（基本ルーチン周期）。
【００１６】
一方、点火周期は、エンジン回転速度が高回転等になると、基本点火時期の検索を行う第１所定周期よりも短い場合がある。このため、スロットルポジションセンサ１１で検出されるスロットル弁１０の変化率ΔＴｈに基づいてエンジン１の状態（加速状態）を予測し、上述の様に決定された基本点火時期に加速補正を加味して最終的に点火時期を決定している。尚、スロットル弁１０の変化率ΔＴｈの検索周期は、マップ検索が不要であるため、図３に示すように、第１所定周期よりも短周期の第２所定周期毎に実行される（ΔＴｈ周期）。
【００１７】
図３に示すように、点火時期を決定するタイミングは、圧縮上死点前７５度（７５°Ｂ  ）の位置の時（図３中Ａ点）であり、７５°Ｂ  で点火時期制御のタイマが作動して例えば点火時期から５  °Ｂ  であれば圧縮上死点前５度（５  °Ｂ  ：圧縮上死点近傍）の位置の時（図３中Ｂ点）に点火が実行されるようになっている。
【００１８】
基本点火時期の検索周期（第１所定周期）は略一定とされているが、他の制御が割り込んだ場合や、エンジン回転が変化すると、エンジン１のクランク角度に対して基本点火時期の検索位置がずれることになり、基本点火時期の検索位置はクランク角度に対しては一定とはなっていない。即ち、図３に示すように、第１所定周期である基本ルーチン周期はＩの場合やＩＩの場合が存在する。
【００１９】
基本点火時期の検索位置が１８５  °Ｂ  より前になる基本ルーチン周期Ｉの場合、吸気量の決定は圧縮上死点前３６５  度（３６５  °Ｂ  ）の位置の時（図３中▲１▼の時）にエアフローセンサ１４で検出された吸入空気量に基づいて行われる。この場合、例えば、５  °Ｂ  の点火時の燃焼室内の吸気量（１８５  °Ｂ  ）と基本点火時期を求めるための吸気量（３６５  °Ｂ  ）にずれが生じることになるため、３６５  °Ｂ  と１８５  °Ｂ  の間に求められたΔＴｈに基づき算出される加速補正値により基本点火時期に加速補正を加味した点火時期の決定が行われる。
【００２０】
基本点火時期の検索位置が１８５  °Ｂ  と７５°Ｂ  の間に位置する基本ルーチン周期ＩＩの場合、吸気量の決定は１８５  °Ｂ  の時（図３中▲２▼の時）にエアフローセンサ１４で検出された吸入空気量に基づいて行われる。この場合には、基本点火時期を求めるための吸気量が、例えば、５  °Ｂ  の点火時の燃焼室内の吸気量（１８５  °Ｂ  ）になる。このため、３６５  °Ｂ  と１８５  °Ｂ  の間に求められたΔＴｈに基づき算出される加速補正値により基本点火時期に加速補正を加味する必要がなく点火時期の決定に際しては、加速補正を禁止するようにしている。
【００２１】
図２に示すように、上述したエンジン１のＥＣＵ１５には、エアフローセンサ１４で検出された吸入空気量（吸気量）及びクランク角センサ６で検出されたクランク角信号ＳＧＴ  に基づき第１所定周期（基本ルーチン周期Ｉ，ＩＩ）毎に基本点火時期を算出する基本点火時期算出手段２１が備えられている。基本点火時期算出手段２１では、水温センサや大気圧センサ等の検出情報に基づいた定常補正が加味される。
【００２２】
また、ＥＣＵ１５には、スロットルポジションセンサ１１で検出されるスロットル弁１０の変化率ΔＴｈが入力される点火時期補正手段２２が備えられ、点火時期補正手段２２では第２所定周期毎に検出されるスロットル弁１０の変化度合いである変化率ΔＴｈに基づき点火時期補正値である加速補正値が算出される。
【００２３】
基本点火時期算出手段２１で算出された基本点火時期情報及び点火時期補正手段２２で算出された加速補正値情報は点火時期決定手段２３に送られ、点火時期決定手段２３では、基本点火時期及び加速補正値に基づき所定クランク角度である７５°Ｂ  の位置で点火時期を決定して点火タイマ２４に作動指令（点火信号）を送るようになっている。
【００２４】
一方、ＥＣＵ１５には禁止手段２５が備えられている。禁止手段２５には基本点火時期算出手段２１からの情報が送られ、禁止手段２５は、吸気弁閉弁時期に略対応するクランク角度である１８５  °Ｂ  の位置と所定クランク角度である７５°Ｂ  の位置との間で基本点火時期算出手段２１により基本点火時期が算出された場合は、即ち、基本ルーチン周期ＩＩで基本点火時期が算出された場合は、点火時期補正手段２２で算出された加速補正値情報を点火時期決定手段２３に送ることを禁止している。つまり、禁止手段２５は、基本ルーチン周期ＩＩで基本点火時期が算出された場合には、点火時期決定手段２３での点火時期の決定の際に加速補正値に基づく点火時期の補正を禁止するようになっている。
【００２５】
上述した点火時期制御装置では、吸気弁閉弁時期に略対応するクランク角度である１８５  °Ｂ  より前で基本点火時期算出手段２１により基本点火時期が算出された場合は、点火時の燃焼室内の吸気量と基本点火時期を求めるための吸気量（３６５  °Ｂ  ）にずれが生じることになり、加速補正を加味した正確な点火時期の決定が行われ、吸気弁閉弁時期に略対応するクランク角度である１８５  °Ｂ  の位置と点火時期を決定する７５°Ｂ  の位置との間で基本点火時期算出手段２１により基本点火時期が算出された場合は、点火時の燃焼室内の吸気量に基づいて基本点火時期が算出されることになり、加速補正を禁止して過補正が防止された正確な点火時期の決定が行われる。このため、基本点火時期の検索位置に拘らず正確な点火時期制御を実施することができる。
【００２６】
上述した点火時期制御の具体的な動作を図４乃至図６に基づいて説明する。図４で示したフローチャートが点火時期制御の基本ルーチンとなり、第１所定周期（基本ルーチン周期Ｉ，ＩＩ）毎に実行される。図５で示したフローチャートは、吸気弁閉弁時期に略対応するクランク角度である１８５  °Ｂ  で実行される割込みルーチンとなっている。また、図６で示したフローチャートは、所定クランク角度である７５°Ｂ  で実行される点火時期決定の割込みルーチンとなっている。
【００２７】
図４に示すように、ステップＳ１でクランク角センサ６からのエンジン１の回転情報及び後述する図５のフローチャートによりエアフローセンサ１４からの吸気量情報が読込まれ、ステップＳ２で回転情報及び吸気量情報に基づいて第１所定周期（基本ルーチン周期Ｉ，ＩＩ）毎に基本点火時期がマップにより検索される（基本点火時期算出）。基本点火時期がマップにより検索された後、ステップＳ３でスロットルポジションセンサ１１からのスロットル弁１０の情報（Ｔｈ情報）がΔＴｈ周期毎に読込まれ、ステップＳ４でスロットル弁１０の変化率ΔＴｈに基づいて加速補正値が算出される。
【００２８】
次に、ステップＳ５で１８５  °Ｂ  のフラグがセットされているか否かが判断される。１８５  °Ｂ  のフラグがセットされているか否かの判断は、図５で示した吸気弁閉弁時期に略対応するクランク角度である１８５  °Ｂ  で実行される割込みルーチンが実行されたか否かを判断するもので、割込みルーチンが実行された場合、吸気量が演算されて１８５  °Ｂ  のフラグがセットされた状態になっている。
【００２９】
ステップＳ５で１８５  °Ｂ  のフラグがセットされていると判断された場合、吸気量が演算されていると共に点火時期の算出が完了していないので、基本点火時期が算出される第１所定周期が１８５  °Ｂ  と７５°Ｂ  との間に存在して基本ルーチン周期ＩＩとなり、ステップＳ７で加速補正フラグがリセットされる。
【００３０】
ステップＳ５で１８５  °Ｂ  のフラグがセットされていないと判断された場合、吸気量が演算されていないので、基本ルーチン周期Ｉとなり、ステップＳ６で加速補正フラグがセットされる。
【００３１】
図５に示すように、１８５  °Ｂ  で実行される割込みルーチンでは、吸気量が演算される。ステップＳ１１でエアフローセンサ１４で検出された吸気量が演算され、ステップＳ１２で１８５  °Ｂ  のフラグがセットされて点火時期制御の基本ルーチンに戻る。
【００３２】
図６に示すように、７５°Ｂ  で実行される割込みルーチンでは点火時期が決定される。ステップＳ２１で加速補正フラグがセットされているか否かが判断され、加速補正フラグがセットされていると判断された場合、即ち、基本点火時期が算出される第１所定周期が１８５  °Ｂ  と７５°Ｂ  との間に存在せずに基本ルーチン周期Ｉとなっていると判断された場合、ステップＳ２２で加速補正を加味して点火時期が演算される。つまり、
点火時期＝基本点火時期＋定常補正＋加速補正
によって点火時期が演算される。
【００３３】
ステップＳ２１で加速補正フラグがセットされていないと判断された場合、即ち、基本点火時期が算出される第１所定周期が１８５  °Ｂ  と７５°Ｂ  との間に存在して基本ルーチン周期ＩＩとなっていると判断された場合、加速補正を禁止してステップＳ２３で点火時期が演算される。つまり、
点火時期＝基本点火時期＋定常補正
によって点火時期が演算される。
【００３４】
点火時期が演算された後、ステップＳ２６で１８５  °Ｂ  のフラグがリセットされる。そして、ステップＳ２７で点火タイマがスタートされて点火時期制御の基本ルーチンに戻る。
【００３５】
従って、基本点火時期が算出される第１所定周期が基本ルーチン周期Ｉの場合には、ΔＴｈ周期毎に算出される加速補正を加味した正確な点火時期の決定が行われ、基本点火時期が算出される第１所定周期が基本ルーチン周期ＩＩの場合には、ΔＴｈ周期毎に算出される加速補正を禁止して過補正が防止された正確な点火時期の決定が行われる。このため、基本点火時期が算出される第１所定周期が基本ルーチン周期Ｉ，ＩＩのいずれの場合であっても正確な点火時期制御を実施することができる。
【００３６】
尚、エアフローセンサ１４は上述の様に直接吸気量を検出するものでなく、例えば、吸気管内に設けられた圧力センサの出力に基づき吸気量を算出したりするものでもよい。更に、内燃機関としては、燃焼室２内に燃料を直接噴射する筒内噴射エンジンあるいは吸気管に燃料を噴射する内燃機関のいずれにも本発明を適用することが可能であり、エンジン１の気筒数も４気筒エンジンを初め単気筒エンジンやＶ型６気筒エンジンに本発明を適用することも可能である。
【００３７】
【発明の効果】
本発明の内燃機関の点火時期制御装置は、吸気弁閉弁時期に略対応するクランク角度と点火時期が決定される所定クランク角度との間で基本点火時期算出手段により基本点火時期が算出された場合は、禁止手段により、点火時期決定手段での点火時期の決定の際に点火時期補正値に基づく点火時期の補正を禁止するようにしたので、点火時期補正をを加味する必要がない場合の過補正を防止することができる。この結果、基本点火時期の検索位置に拘らず正確な点火時期制御を実施することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態例に係る点火時期制御装置を備えた内燃機関の概略構成図。
【図２】点火時期制御のブロック構成図。
【図３】点火時期制御状況を表すタイムチャート。
【図４】点火時期制御のフローチャート。
【図５】点火時期制御のフローチャート。
【図６】点火時期制御のフローチャート。
【符号の説明】
１  内燃機関（エンジン）
３  点火プラグ
６  クランク角センサ
１０  スロットル弁
１１  スロットルポジションセンサ
１４  エアフローセンサ
１５  電子制御ユニット（ＥＣＵ）
２１  基本点火時期算出手段
２２  点火時期補正手段
２３  点火時期決定手段
２４  点火タイマ
２５  禁止手段
【図１】
0003606066.tif 000002
【図２】
0003606066.tif 000003
【図３】
0003606066.tif 000004
【図４】
0003606066.tif 000005
【図５】
0003606066.tif 000006
【図６】
0003606066.tif 000007