(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のスロットル開度を検出するスロットルセンサと、前記スロットルセンサにより検出されたスロットル開度データを制御条件の１つとして燃料噴射装置の少なくとも燃料噴射量と内燃機関の点火時期とを制御するＣＰＵとを備えた内燃機関用点火及び燃料噴射制御装置において、
前記ＣＰＵの２つの入力ポートをスロットル開度データを入力するために割り当てて、該２つの入力ポートの一方及び他方をそれぞれ燃料噴射量の制御に用いる噴射制御用スロットル開度データを入力する第１のスロットル開度データ入力ポート及び点火時期の制御に用いる点火制御用スロットル開度データを入力する第２のスロットル開度データ入力ポートとし、
前記スロットルセンサの出力信号を前記噴射制御用スロットル開度データとして第１のスロットル開度データ入力ポートに伝達する第１の信号伝達回路と、前記スロットルセンサの出力信号を前記第１の信号伝達回路の応答速度よりも遅い応答速度で前記点火制御用スロットル開度データとして第２のスロットル開度データ入力ポートに伝達する第２の信号伝達回路とを前記スロットルセンサとＣＰＵとの間に設けたことを特徴とする内燃機関用点火及び燃料噴射制御装置。
【請求項２】
内燃機関のスロットル開度を検出するスロットルセンサと、前記スロットルセンサにより検出されたスロットル開度データを制御条件の１つとして燃料噴射装置の少なくとも燃料噴射量と内燃機関の点火時期とを制御するＣＰＵとを備えた内燃機関用点火及び燃料噴射制御装置において、
前記スロットルセンサの出力信号を燃料噴射量の制御に用いる噴射制御用スロットル開度データとして伝達する第１の信号伝達回路と、
前記スロットルセンサの出力信号を点火時期の制御に用いる点火制御用スロットル開度データとして前記第１の信号伝達回路の応答速度よりも遅い応答速度で伝達する第２の信号伝達回路と、
選択指令信号に応じて前記第１の信号伝達回路の出力または第２の信号伝達回路の出力のいずれかを選択して前記ＣＰＵの１つの入力ポートに与える信号選択回路とを具備し、
所定のサンプリング間隔で前記選択回路に選択指令信号を与えて第１の信号伝達回路の出力を噴射制御用スロットル開度データとして読込み、第２の信号伝達回路の出力を点火制御用スロットル開度データとして読み込むスロットル開度データ読み込み手段と、
を具備したことを特徴とする内燃機関用点火及び燃料噴射制御装置。
【請求項３】
噴射指令パルスに応答して燃料を噴射する燃料噴射装置と、点火指令信号が与えられた時に点火動作を行う内燃機関用点火装置とをＣＰＵを用いて制御する内燃機関用点火及び燃料噴射制御装置において、
内燃機関のスロットル開度を検出するスロットルセンサと、
所定のサンプリング間隔で前記スロットルセンサの出力をスロットル開度データとして読み込むスロットル開度データ読み込み手段と、
前記スロットル開度データ読み込み手段により今回読み込まれたスロットル開度データを制御条件の１つとして燃料噴射時間を演算する噴射時間演算手段と、前記燃料噴射時間に相当するパルス幅を有するパルス信号を前記噴射指令パルスとして発生させる噴射指令パルス発生手段と、
前回読み込まれたスロットル開度データに今回読み込まれたスロットル開度データの一部を反映させた量を点火制御用スロットル開度データとして演算する点火制御用スロットル開度データ演算手段と、
前記点火制御用スロットル開度データを制御条件の１つとして点火時期を演算する点火時期演算手段と、
演算された点火時期に前記点火指令信号を発生させる点火指令信号発生手段とを具備したことを特徴とする内燃機関用点火及び燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、内燃機関用点火装置と燃料噴射装置とを制御する内燃機関用点火及び燃料噴射制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
燃料噴射装置により燃料の供給が行われる内燃機関においては、点火装置の制御と燃料噴射装置の制御とを必要とするが、最近ではこれらの制御を同じＣＰＵを用いて行うことが多くなっている。
【０００３】
なお本明細書において、「ＣＰＵ」は広義に解釈するものとし、コンピュータの中央演算処理装置と制御に必要な周辺装置（ＲＯＭ、ＲＡＭＡ、Ａ／Ｄ変換器、タイマ、コンパレータ等）とを含む意味に用いている。
【０００４】
一般に内燃機関用点火装置は、点火コイルと、点火指令信号に応じて該点火コイルの１次電流を制御する回路とを備えていて、点火指令信号が与えられた時に点火コイルの１次電流に急激な変化を生じさせることにより、該点火コイルの２次コイルに点火用の高電圧を誘起させる。この点火用の高電圧は機関の気筒に取り付けられた点火プラグに印加されるため、該点火プラグに火花が生じ、機関が点火される。この点火装置の点火時期は、所定の制御条件に応じて該点火装置に点火指令信号を与える時期を決定することにより、制御することができる。
【０００５】
ＣＰＵを用いて内燃機関の点火時期を制御する制御装置においては、機関の各回転数における点火時期を点火時期演算用のマップを用いて演算して、機関の回転角度位置が所定の基準位置に達したことが検出されたときに演算された点火時期の計測を開始し、該点火時期が計測されたときに点火装置をトリガするための点火指令信号を発生させるようにしている。
【０００６】
内燃機関においては、機関の回転速度とシリンダ内における火炎の伝搬速度とに応じて点火時期を設定する必要があり、点火時期により燃料の消費率が大きく変化する。ここで火炎の伝搬速度は、燃料の充填効率（シリンダに保留された新気の重量／行程容積）が高いほど速くなり、充填効率は吸入空気の量を調節するスロットル（絞り弁）の開度が大きくなればなるほど高くなる。従って良好な燃料消費率を得るように点火時期を制御するためには、スロットル開度（絞り弁の開度）を制御条件として取り入れることが必要であり、ＣＰＵを用いて点火時期を制御するようにした制御装置では、スロットル開度を制御条件の１つとして点火時期を制御することが既に行われている。図１２はその制御特性の一例を示したもので、同図において縦軸及び横軸はそれぞれ点火時期θｉ及び機関の回転数Ｎ［ｒｐｍ］を示し、パラメータとしてのαはスロットル開度を示している。
【０００７】
また内燃機関に燃料を供給するために用いられる燃料噴射装置は、内燃機関の吸気管等に取り付けられてその内部に燃料を噴射するインジェクタと、該インジェクタに供給される駆動電流をオンオフするインジェクタ駆動回路と、インジェクタに燃料を供給する燃料ポンプと、該燃料ポンプからインジェクタに供給される燃料の圧力を一定に制御する圧力調整器とを備えている。
【０００８】
インジェクタは、例えばニードルバルブと該バルブを駆動する電磁石とを備えていて、該電磁石の駆動コイルに所定の大きさの駆動電流が供給されている間バルブを開いて燃料を噴射する。
【０００９】
インジェクタ駆動回路は、インジェクタに供給する駆動電流をオンオフするトランジスタ等のスイッチング素子からなっていて、その制御端子に噴射指令パルスが与えられている間インジェクタに駆動電流を流す。
【００１０】
インジェクタからの燃料噴射量は、該インジェクタに供給される燃料の圧力と、インジェクタのバルブを開く時間（燃料噴射時間）とにより決まるが、インジェクタに供給される燃料の圧力は一定に保たれているため、インジェクタからの燃料噴射量は、燃料噴射時間により制御することかできる。燃料噴射時間はインジェクタ駆動回路に与えられる噴射指令パルスのパルス幅に相応しているため、所定の制御条件に応じて該噴射指令パルスのパルス幅を制御することにより燃料の噴射量を制御することができる。
【００１１】
燃料噴射装置を用いた内燃機関においては、常に最適の空燃比（空気の重量／燃料の重量）を得るように、空気の吸入量を調節するスロットルの開度に応じて燃料噴射量を制御する必要がある。そのため、燃料噴射装置を用いた内燃機関では、スロットル開度を検出するスロットルセンサから得たデータ（スロットル開度データという。）を制御条件の１つとして燃料噴射量を制御（燃料噴射時間を制御）することが行われている。
【００１２】
スロットル開度データに基づいて燃料噴射時間を制御する制御装置としては、例えば、スロットル開度と機関の回転数とから吸入空気量を予測して、予測した空気吸入量に見合った噴射量を得るように噴射時間を制御するものが知られている。また、各回転数における実際の吸入空気量をエアフローセンサで検出して、検出された空気吸入量に見合った燃料噴射量を得るように噴射時間を制御するものもあるが、その場合でも機関の加速時及び減速時に適当な空燃比が得られるように加速割合及び減速割合に応じて燃料噴射量を調節する制御（加速度減速制御）を行う場合には、スロットル開度データの変化から加速割合及び減速割合を演算するようにしている。
【００１３】
上記のように、燃料噴射装置により燃料の供給が行われる内燃機関では、点火時期の制御及び燃料噴射量の制御の双方にスロットル開度のデータを必要とするが、一般に点火時期の制御と燃料噴射量の制御とに別個のスロットルセンサを用いることは行われておらず、１つのスロットルセンサを用いて両制御を行わせるようにしている。
【００１４】
図９は、スロットルセンサから得たスロットル開度データを制御条件として内燃機関の点火時期と燃料噴射量とを制御するようにした従来の制御装置のハードウェアの要部の構成を概略的に示したもので、同図において１はＣＰＵ、２はスロットル開度を検出するスロットルセンサである。この例のスロットルセンサ２は、一端が接地され、可動接触子２ａがスロットルの可動部に結合されたポテンショメータからなっていて、その両端には一定の直流電圧Ｅが印加されている。このスロットルセンサは、その可動接触子２ａと接地間にスロットルの開度に比例した大きさの検出電圧Ｖｔｈを出力する。
【００１５】
ＣＰＵ１は、該ＣＰＵ内のタイマが一定のサンプリング間隔（例えば１０ｍｓｅｃ）が経過したことを計測するごとに、図１１に示す割込みルーチンを実行し、スロットルセンサ２から得られるスロットル開度データＴαを読み込んで、該スロットル開度データをＲＡＭに格納する。次いでＣＰＵ１は、ＲＡＭに格納されたスロットル開度データＴαと他の制御条件とに対して各回転数における機関の点火時期θｉｇを演算し、更に、スロットル開度データＴαを参照して燃料の噴射時間Ｔｉを演算する。
【００１６】
上記点火時期は、機関の特定の回転角度位置から点火位置まで機関が回転するのに要する時間（点火時期計測時間）の形で演算される。ＣＰＵは信号発電機の出力から機関の特定の回転角度位置が検出されたときに、演算した点火時期計測時間をタイマにセットして該タイマの計時動作を開始させ、該タイマが計時動作を終了したときに点火装置に点火指令信号を与えて点火動作を行わせる。
【００１７】
ＣＰＵ１はまた、機関の所定の回転角度位置が検出されたときに演算された噴射時間Ｔｉに相当するパルス幅の噴射指令パルスをインジェクタ駆動回路の制御端子に与える。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
インジェクタから噴射された燃料は、吸気管の内面や、吸気管からシリンダに至る混合気の輸送経路の内面等に付着して液膜を形成するため、所定の遅れを持ってシリンダに到達する。そのため、スロットル開度の変化に対する噴射量制御に遅れが生じると空燃比を適確に制御することができなくなる。例えば、スロットル開度の変化に対する噴射量制御に遅れが生じると、スロットルが急に開かれたときにシリンダに供給される混合気がリーン（稀薄）になり、スロットルが急に閉じられたときにはシリンダに供給される混合気がリッチ（濃厚）になるため、機関の回転に急激な変動が生じて運転状態が損なわれる。従って、一般には、スロットル開度に対する燃料噴射量の制御を速やかに行わせる必要がある。
【００１９】
一方、点火時期を急に変化させると、機関のトルクに急激な変化が生じるため、運転のフィーリングを損なう恐れがある。特に点火時期が急に進角すると機関がノッキングを起こす恐れがあり、また点火時期が急に遅角するとアフタファイアを生じ易くなる。従ってスロットル開度に対する点火時期の制御の応答速度は余り速くしないほうがよい。
【００２０】
ところが、従来の制御装置では、１つのスロットルセンサを用いて点火時期と燃料噴射量とをスロットル開度に対して制御する場合に、図９に示したようにスロットルセンサ２の出力を直接ＣＰＵ１に与えて、検出されたスロットル開度を直ちに点火時期の制御と燃料噴射量の制御とに反映させるようにしていたため、燃料噴射量の制御は良好に行われるが、点火時期の制御には不具合が生じるという問題があった。
【００２１】
またスロットル開度に対する点火時期の制御を適確に行わせるために、図１０に示したように、スロットルセンサ２とＣＰＵ１との間に抵抗Ｒ１  とコンデンサＣ１  とからなる遅延回路を挿入して、スロットルセンサ２の検出出力を所定の遅れをもってＣＰＵ１に伝達させるようにすることも考えられるが、このようにした場合には、燃料噴射量の制御を適確に行うことができなくなる。
【００２２】
本発明の目的は、１つのスロットルセンサを用いて点火時期の制御と燃料噴射量の制御とを適確に行うことができるようにした内燃機関用点火及び燃料噴射制御装置を提供することにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、内燃機関のスロットル開度を検出するスロットルセンサと、該スロットルセンサにより検出されたスロットル開度データを制御条件の１つとして燃料噴射装置の少なくとも燃料噴射量と内燃機関の点火時期とを制御するＣＰＵとを備えた内燃機関用点火及び燃料噴射制御装置に係わるものである。
【００２４】
本発明においては、ＣＰＵの２つの入力ポートをスロットル開度データを入力するために割り当てて、該２つの入力ポートの一方及び他方をそれぞれ燃料噴射量の制御に用いる噴射制御用スロットル開度データを入力する第１のスロットル開度データ入力ポート及び点火時期の制御に用いる点火制御用スロットル開度データを入力する第２のスロットル開度データ入力ポートとする。スロットルセンサの出力信号を第１のスロットル開度データ入力ポートに伝達する第１の信号伝達回路と、スロットルセンサの出力信号を第１の信号伝達回路の応答速度（信号の伝達速度）よりも遅い応答速度で第２のスロットル開度データ入力ポートに伝達する第２の信号伝達回路とをスロットルセンサとＣＰＵとの間に設ける。
【００２５】
上記の構成では、ＣＰＵの２つの入力ポートをスロットル開度データに割り当てているが、ＣＰＵの１つの入力ポートのみをスロットル開度データに割り当てて、信号の伝達速度が異なる２つの信号伝達回路の出力を適宜に選択して取り込む構成をとることもできる。この場合、本発明の制御装置は、スロットルセンサの出力信号を噴射制御用スロットル開度データとして伝達する第１の信号伝達回路と、スロットルセンサの出力信号を第１の信号伝達回路の応答速度よりも遅い応答速度で点火制御用スロットル開度データとして伝達する第２の信号伝達回路と、選択指令信号に応じて第１の信号伝達回路の出力または第２の信号伝達回路の出力のいずれかを選択してＣＰＵの１つの入力ポートに与える信号選択回路と、所定のサンプリング間隔で前記選択回路に所定の選択指令信号を与えて第１の信号伝達回路の出力を噴射制御用スロットル開度データとして読込み、第２の信号伝達回路の出力を点火制御用スロットル開度データとして読み込むスロットル開度データ読み込み手段とにより構成できる。
【００２６】
本発明においてはまた、スロットル開度の検出値が点火時期の制御に反映されるのを遅らせるための処理を行わせる手段をソフトウェア上で実現する構成をとることもできる。この場合、本発明の制御装置は、内燃機関のスロットル開度を検出するスロットルセンサと、所定のサンプリング間隔でスロットルセンサの出力をスロットル開度データとして読み込むスロットル開度データ読み込み手段と、スロットル開度データ読み込み手段により今回読み込まれたスロットル開度データを制御条件の１つとして燃料噴射時間を演算する噴射時間演算手段と、燃料噴射時間に相当するパルス幅を有するパルス信号を噴射指令パルスとして発生させる噴射指令パルス発生手段と、前回読み込まれたスロットル開度データに今回読み込まれたスロットル開度データの一部を反映させた量を点火制御用スロットル開度データとして演算する点火制御用スロットル開度データ演算手段と、点火制御用スロットル開度データを制御条件の１つとして点火時期を演算する点火時期演算手段と、演算された点火時期に点火指令信号を発生させる点火指令信号発生手段とにより構成できる。
【００２７】
【作用】
上記のように、ＣＰＵの２つの入力ポートを、燃料噴射量の制御に用いる噴射制御用スロットル開度データを入力する第１のスロットル開度データ入力ポートと、点火時期の制御に用いる点火制御用スロットル開度データを入力する第２のスロットル開度データ入力ポートとに割り当てて、スロットルセンサの出力を第１及び第２のスロットル開度データ入力ポートにそれぞれ伝達する第１及び第２の信号伝達回路を設け、第２の信号伝達回路の応答速度を第１の信号伝達回路の応答速度よりも遅くすると、燃料噴射量の制御にはスロットル開度の変化を速やかに反映させることができるため、スロットルの開度が急激に変化したときに混合気がリーンになったり、リッチになったりするのを防いで、良好な制御特性を得ることができる。またスロットル開度の変化が点火時期の制御に反映されるのを遅らせることができるため、スロットル開度が急激に変化したときにトルク変動が生じたり、ノッキングを起こしたり、アフタファイアが生じたりするのを防ぐことができる。
【００２８】
またＣＰＵの１つの入力ポートのみをスロットル開度データに割り当てて、信号の伝達速度が異なる２つの信号伝達回路の出力を信号選択回路を通して順次選択して取り込むようにした場合、及びスロットル開度の検出値が点火時期の制御に反映されるのを遅らせるための処理を行わせる手段をソフトウェア上で実現するようにした場合にも、同様に、燃料噴射量及び点火時期の制御特性を良好にすることができる。
【００２９】
【実施例】
図１は本発明の実施例の要部の構成を示したもので、同図において１１はＣＰＵ、１２はポテンショメータからなっていて一端が接地されたスロットルセンサである。スロットルセンサ１２を構成するポテンショメータの一端は接地され、その可動接触子１２ａは図示しない内燃機関の吸気マニホールドに設けられたスロットルの可動部に結合されている。スロットルセンサ１２の両端には図示しない直流定電圧電源から一定の直流電圧Ｅが印加され、該スロットルセンサ１２の可動接触子１２ａと接地間にスロットル開度に比例した検出信号Ｖｔｈが得られる。
【００３０】
本実施例においては、ＣＰＵ１１に設けられている入力ポートの内、２つの入力ポートＡ１  及びＡ２  がそれぞれ第１のスロットル開度データ入力ポート及び第２のスロットル開度データ入力ポートとして割り当てられている。第１のスロットル開度データ入力ポートＡ１  には、スロットルセンサ１２から得られる検出信号Ｖｔｈがそのまま噴射制御用スロットル開度データＶｔｈ１  として入力されている。また第２のスロットル開度データ入力ポートＡ２  と接地間にはコンデンサＣ１  が接続され、スロットルセンサ１２の出力が抵抗Ｒ１  を通してコンデンサＣ１  の両端に印加されている。この例では、抵抗Ｒ１  とコンデンサＣ１  とにより一次遅れを生じる遅延回路が構成され、スロットルセンサ１２の出力が、該遅延回路を通して、点火制御用スロットル開度データＶｔｈ２  として入力ポートＡ２  に入力されている。
【００３１】
本実施例では、スロットルセンサ１２の出力端子とＣＰＵ１１の入力ポートＡ１  との間を接続する配線により第１の信号伝達回路が構成され、抵抗Ｒ１  とコンデンサＣ１  とからなる遅延回路により、第１の信号伝達回路よりも応答速度が遅い第２の信号伝達回路が構成されている。
【００３２】
ＣＰＵ１１の２つの出力ポートＢ１  及びＢ２  がそれぞれ噴射指令パルス出力ポート及び点火指令信号出力ポートに割り当てられ、噴射指令パルス出力ポートＢ１  から出力される噴射指令パルスＶｉがインジェクタ駆動回路１３Ａに供給されている。インジェクタ駆動回路１３Ａは噴射指令パルスＶｉが与えられている間図示しない電源からインジェクタ１３Ｂの駆動コイルに駆動電流を流して該インジェクタに噴射動作を行わせる。インジェクタ１３Ｂには、燃料ポンプ１３Ｃから燃料が供給され、インジェクタに与えられる燃料の圧力は圧力調整器により一定値に保たれている。この例では、インジェクタ駆動回路１３Ａとインジェクタ１３Ｂと燃料ポンプ１３Ｃとにより、燃料噴射装置１３が構成されている。
【００３３】
また点火指令信号出力ポートＢ２  から得られる点火指令信号Ｖｆ  は、点火装置１４の制御端子に入力されている。点火装置１４は、コンデンサの電荷をサイリスタ等の制御用スイッチを介して点火コイルの１次コイルに放電させることにより点火コイルの２次コイルに高電圧を誘起させるコンデンサ放電形の点火回路や、トランジスタ等の制御用スイッチを通して流しておいた点火コイルの１次電流を遮断することにより点火コイルの２次コイルに高電圧を誘起させる電流遮断形の点火回路等を備えた周知のもので、点火指令信号Ｖｆ  が与えられたときに機関の気筒に取り付けられた点火プラグに高電圧を供給して点火動作を行わせる。
【００３４】
図示してないが、ＣＰＵ１１の他の入力ポートには、内燃機関に取り付けられた信号発電機が特定の回転角度位置で発生するパルス信号が入力されていて、該パルス信号の発生間隔から機関の回転数が検出され、該パルス信号の発生位置から機関の特定の回転角度位置が検出される。ＣＰＵ１１の他の入力ポートにはまた、機関の温度や吸気温度を検出する温度センサの出力や、大気圧を検出する気圧センサの出力などが入力され、これらのセンサから得られるデータと、スロットルセンサ１２から得られるスロットル開度データとを制御条件として、燃料の噴射量が制御される。また点火時期は、例えば、信号発電機の出力から検出された機関の回転数と、スロットルセンサ１２から得られる噴射制御用スロットル開度データとを制御条件として制御される。
【００３５】
上記の実施例においては、スロットルセンサ１２の出力信号が、噴射制御用スロットル開度データＶｔｈ１  として、遅滞なく第１のスロットル開度データ入力ポートＡ１  に入力される。この噴射制御用スロットル開度データは、ＣＰＵ１１内に設けられたタイマにより所定のサンプリング間隔（例えば１０ｍｓｅｃ）が経過したことが計測されるごとにＣＰＵに読込まれて、ＣＰＵのＲＡＭの所定のアドレスに記憶され、燃料噴射時間Ｔｉを演算するために用いられる。ＣＰＵ１１は、ＲＡＭに記憶されたスロットル開度データを制御条件の１つとして燃料噴射時間を演算し、所定の燃料噴射時期が検出される毎に、演算された燃料噴射時間に相当するパルス幅の噴射指令パルスをインジェクタ駆動回路１３Ａに与える。
【００３６】
このように、ＣＰＵ１１は、スロットルセンサ１２により検出されたスロットル開度データを遅滞なく読み込んで燃料噴射時間を演算するため、スロットル開度に対する燃料噴射量の制御を速やかに行わせることができ、スロットル開度に変化が生じたときに、その変化を燃料噴射量に速やかに反映させることができる。従って、常に燃料噴射量の制御を高い応答性をもって行わせて、吸入空気量に見合った量の燃料を噴射させることができ、スロットルが急に開かれたときに混合気がリーンになったり、スロットルが急に閉じられたときに混合気がリッチになったりするのを防ぐことができる。
【００３７】
またスロットルセンサ１２の出力信号は、抵抗Ｒ１  とコンデンサＣ１  とからなる遅延回路を通して所定の一次遅れをもって、点火制御用スロットル開度データＶｔｈ２  として、ＣＰＵ１１の第２のスロットル開度データ入力ポートＡ２  に入力される。このスロットル開度データＶｔｈ２  は、タイマにより所定のサンプリング間隔が経過したことが計測されるごとにＣＰＵに読み込まれてＲＡＭの所定のアドレスに記憶される。ＣＰＵ１１は、このようにして読み込まれた点火制御用スロットル開度データを制御条件の１つとして各回転数における点火時期を演算し、演算した点火時期が検出されたときに点火装置１４に点火指令信号Ｖｆ  を与えて点火動作を行わせる。
【００３８】
このように、本発明においては、スロットルセンサの出力を遅延させてＣＰＵ１１に入力させることにより、スロットル開度に対する点火時期の制御の応答速度を遅くしたため、スロットル開度が急に変化したときに点火時期が急変して機関のトルク変動が生じたり、点火時期が急に進角してノッキングが生じたり、点火時期が急に遅角してアフタファイアが生じたりするのを防ぐことができる。
【００３９】
図２は本発明の他の実施例を示したもので、この実施例では、スロットルセンサ１２の出力をＣＰＵ１１の第２のスロットル開度データ入力端子に伝達する第２の信号伝達回路が、抵抗Ｒ１  及びコンデンサＣ１  からなる遅延回路と、抵抗Ｒ２  及びコンデンサＣ２  からなる遅延回路との２つの遅延回路を従属接続した回路からなっていて、スロットルセンサ１２の出力が２次遅れをもってＣＰＵ１１の入力ポートＡ２  に伝達されるようになっている。
【００４０】
上記の各実施例では、スロットルセンサ１２の出力を、第１のスロットル開度データ入力ポートＡ１  に、遅れ要素を介さずに与えるようにしているが、本発明においては、スロットルセンサの出力を第１のスロットル開度データ入力ポートに噴射制御用スロットル開度データとして伝達する第１の信号伝達回路と、スロットルセンサの出力を第２のスロットル開度データ入力ポートに点火制御用スロットル開度データとして伝達する第２の信号伝達回路とを設けて、第２の信号伝達回路の応答速度を第１の信号伝達回路のそれよりも遅く設定すればよく、上記実施例の構成に限定されない。
【００４１】
例えば、スロットル開度の変化に対する燃料噴射制御の応答性を調整し得るようにするために、スロットルセンサの出力を第１のスロットル開度データ入力ポートＡ１  に伝達する第１の信号伝達回路にも遅れ要素を持たせるようにすることができる。図３は第１の信号伝達回路に遅れ要素をもたせた実施例を示したもので、この実施例では、スロットルセンサ１２の出力が、抵抗Ｒ１  及びコンデンサＣ１  からなる遅延回路を通してＣＰＵ１１の第１のスロットル開度データ入力ポートＡ１  に、噴射制御用スロットル開度データＶｔｈ１  として入力されている。
【００４２】
スロットルセンサ１２の出力はまた、抵抗Ｒ１  及びコンデンサＣ１  からなる遅延回路と、抵抗Ｒ２  及びコンデンサＣ２  からなる遅延回路との２つの遅延回路を通してＣＰＵ１１の第２のスロットル開度データ入力ポートＡ２  に、点火制御用スロットル開度データＶｔｈ２  として入力されている。
【００４３】
即ちこの例では、抵抗Ｒ１  とコンデンサＣ１  とからなる遅延回路を通してＣＰＵ１の入力ポートＡ１  に信号を伝達する回路により第１の信号伝達回路が構成され、抵抗Ｒ１  及びコンデンサＣ１  からなる遅延回路と、抵抗Ｒ２  及びコンデンサＣ２  からなる遅延回路との２つの遅延回路を従属接続した回路により第２の信号伝達回路が構成されている。
【００４４】
図３の実施例では、スロットルセンサ１２の出力が抵抗Ｒ１  及びコンデンサＣ１  からなる遅延回路を通して１次遅れをもってＣＰＵ１１の入力ポートＡ１  に入力される。この場合には、抵抗Ｒ１  の抵抗値及び（または）コンデンサＣ１  の静電容量を調整することにより、スロットルバルブの開度の変化に対する燃料噴射制御の応答性を適宜に調整することができる。
【００４５】
またスロットルセンサ１２の出力は２次遅れをもってＣＰＵ１１に入力されて、点火時期の制御のために用いられる。これにより点火時期の制御を良好に行わせることができる点は図２の実施例と同様である。
【００４６】
上記の実施例では、ＣＰＵ１１の２つの入力ポートを、噴射制御用のスロットルバルブ開度データ及び点火制御用のスロットルバルブ開度データをそれぞれを入力する第１及び第２のスロットル開度データ入力ポートとして割り当てるようにしたが、ＣＰＵ１１の１つの入力ポートをスロットルバルブ開度データに割り当てて、噴射制御用のスロットルバルブ開度データと点火制御用のスロットルバルブ開度データとを順次選択して読み込むように構成することもできる。図４はその実施例を示したもので、この例では、ＣＰＵ１１の入力ポートＡに信号選択回路１５の出力端子が接続されている。信号選択回路１５は２つの入力端子１５ａ及び１５ｂを有していて、ＣＰＵ１１からその制御端子１５ｃに与えられる選択指令信号に応じて、入力端子１５ａに与えられている信号または入力端子１５ｂに与えられている信号のいずれかを選択してＣＰＵ１１の入力ポートＡに与える。本実施例では、ＣＰＵ１１から信号選択回路１５の制御端子１５ｃに、高レベルの選択指令信号が与えられたときに、一方の入力端子１５ａの信号をＣＰＵ１１の入力ポートＡに与え、該選択指令信号のレベルが零になったときに他方の入力端子１５ｂの信号をＣＰＵ１１の入力ポートＡに与えるように信号選択回路１５が構成されている。
【００４７】
信号選択回路１５の一方の入力端子１５ａは、スロットルセンサ１２の出力端子に遅れ要素を持たない回路を通して接続され、他方の入力端子１５ｂは、抵抗Ｒ１  及びコンデンサＣ１  からなる遅延回路を通してスロットルセンサ１２の出力端子に接続されている。
【００４８】
この例では、スロットルセンサ１２の出力端子を信号選択回路１５の入力端子１５ａに接続する配線により、スロットルセンサ１２の出力信号を噴射制御用スロットル開度データＶｔｈ１  として伝達する第１の信号伝達回路が構成され、スロットルセンサの抵抗Ｒ１  及びコンデンサＣ１  からなる遅延回路により、スロットルセンサ１２の出力信号を点火制御用スロットル開度データＶｔｈ２  として伝達する第２の信号伝達回路が構成されている。
【００４９】
またこの実施例では、ＣＰＵ１１内のタイマにより所定のサンプリング間隔が経過したことが計測されるごとに、図６に示した割り込みルーチンを実行して噴射制御用スロットル開度データ及び点火制御用スロットル開度データを読み込む。
【００５０】
即ち、サンプリング間隔が経過したことが計測されると、ＣＰＵが信号選択回路１５に高レベルの選択指令信号Ｖｓを与える。ＣＰＵ１１は、この選択指令信号Ｖｓが高レベルになっている間に入力ポートＡから読込んだデータ（第１の信号伝達回路の出力）を噴射制御用スロットル開度データとしてＲＡＭに記憶させる。次いで、選択指令信号Ｖｓを零レベルにした後に、入力ポートＡから読込んだデータ（第２の信号伝達回路の出力）を点火制御用スロットル開度データとしてＲＡＭに記憶させる。このように、選択指令信号Ｖｓのレベルを変化させて第１の信号伝達回路の出力を噴射制御用スロットル開度データとして読み込み、第２の信号伝達回路の出力を点火制御用スロットル開度データとして読み込む過程により、スロットル開度データ読み込み手段が実現される。
【００５１】
図６に示した割込みルーチンではまた、読み込まれた噴射制御用スロットル開度データとその他の制御条件とから燃料噴射時間Ｔｉを演算し、点火制御用スロットル開度データとその他の制御条件とから点火時期θｉｇを演算する。
【００５２】
図示しないメインルーチンでは、信号発電機の出力により燃料の噴射時期を検出して、該噴射時期が検出された時に噴射指令パルスを発生させるための割り込みルーチンを実行させる。この割り込みルーチンでは、噴射時間計測用タイマに燃料噴射時間Ｔｉをセットして該燃料噴射時間の計測を開始させるとともに噴射指令信号出力ポートＢ１  の電位を高レベルにして噴射指令パルスＶｉを発生させる。その後噴射時間計測用タイマが噴射時間Ｔｉの計測を終了したときに出力ポートＢ１  の電位を零にして噴射指令パルスＶｉを消滅させる。
【００５３】
図示しないメインルーチンではまた、信号発電機の出力により所定の回転角度位置が検出された時に点火指令信号Ｖｆを発生させる割込みルーチンを実行させる。この割込みルーチンでは、点火時期計測用タイマに点火時期θｉｇを計測するための計数値（時間）をセットして該タイマの計数動作を開始させる。その後、点火時期計測用タイマがセットした計数値の計測を終了したときに点火指令信号出力ポートＢ２  の電位を変化させて点火指令信号Ｖｆを発生させる。
【００５４】
図６に示した例では、スロットル開度データのサンプリングを行なう際に、先ず噴射制御用スロットル開度データを読込み、次いで点火制御用スロットル開度データを読込むようにしたが、先に点火制御用スロットル開度データを読込み、次いで噴射制御用スロットル開度データを読込むようにしてもよい。
【００５５】
なお、タイマにより所定のサンプリング間隔が経過したことが検出された時には、スロットル開度データだけではなく、大気圧や吸気温度などの他の制御条件を検出する各種のセンサの出力も読込まれるが、図６のフローチャートではこれら各種センサの出力を読込む過程の図示を省略した。
【００５６】
上記の各実施例では、スロットル開度の変化が点火時期の演算に反映されるのを遅らせるための構成をハードウェア回路を用いて実現したが、これをソフトウェア上で実現することもできる。
【００５７】
図５は、スロットル開度の変化が点火時期の制御に反映されるのを遅らせるための構成をソフトウェア上で実現する場合のハードウェアの要部の構成を示したもので、この実施例では、スロットルセンサ１２の出力が遅延回路を介することなく直接ＣＰＵ１１の入力ポートＡに入力されている。その他のハードウェアの構成は図１の実施例と同様である。
【００５８】
図５の実施例で用いるプログラムの要部のアルゴリズムを示すフローチャートを図７に示した。即ち、この実施例では、タイマによりサンプリング間隔が経過したことが検出されるごとに、図７の割込みルーチンを実行する。この割込みルーチンでは、先ずスロットルセンサを含む各種のセンサの出力を読込み、スロットル開度データＴα等の各種のデータをＲＡＭに記憶させる。スロットル開度データを読込む過程により、所定のサンプリング間隔でスロットルセンサの出力をスロットル開度データＴαとして読み込むスロットル開度データ読み込み手段が実現される。
【００５９】
スロットル開度データＴαが読込まれた後、読込まれたスロットル開度データＴαを制御条件の１つとして、燃料噴射時間Ｔｉを演算する。この過程により、今回読み込まれたスロットル開度データを制御条件の１つとして燃料噴射時間を演算する噴射時間演算手段が実現される。
【００６０】
ＣＰＵ１１は、所定の噴射タイミング（噴射時期）が検出されたときに、演算された燃料噴射時間に相当するパルス幅を有するパルス信号を噴射指令パルスとしてＣＰＵ１１の出力ポートＢ１  から出力する。この過程により噴射指令パルス発生手段が実現される。
【００６１】
ＣＰＵ１１はまた、前回読み込まれたスロットル開度データＴαｉｇ（ｎ−１）  と、今回読み込まれたスロットル開度データＴαとから、点火時期の演算に用いる点火制御用スロットル開度データＴαｉｇ（ｎ）  を演算する。この演算は、前回読込まれたスロットル開度データに今回読込まれたスロットル開度データの一部を反映させるような演算である。本実施例では、今回読込まれたスロットル開度データＴαと前回読み込まれたスロットル開度データＴαｉｇ（ｎ−１）  との差の１／２を前回読込まれたスロットル開度データに加えることにより、点火制御用スロットル開度データを演算している。即ち、点火制御用スロットル開度データＴαｉｇ（ｎ）  は下記の式により演算される。
【００６２】
Ｔαｉｇ（ｎ）  ＝Ｔαｉｇ（ｎ−１）  ＋｛Ｔα−Ｔαｉｇ（ｎ−１）  ｝／２          …（１）
この演算を行なう過程により、点火制御用スロットル開度データ演算手段が実現される。上記（１）式により点火制御用スロットル開度データＴαｉｇ（ｎ）  を演算した場合、図８に示したようにスロットル開度Ｔαがステップ状に変化したとすると、点火制御用スロットル開度データＴαｉｇ（ｎ）  は、演算回数が増加する毎に段階的に増加していき、スロットル開度Ｔαに変化が生じた後所定の遅れをもって点火制御用スロットル開度データＴαｉｇ（ｎ）  がＴαに近付いていく。
【００６３】
ＣＰＵ１１は、上記点火制御用スロットル開度データを制御条件の１つとして点火時期を演算する。そして例えば、図示しない信号発電機が所定の信号を発生した時に演算した点火時期の計測を開始させ、演算された点火時期が計測されたときに出力ポートＢ２  から点火指令信号Ｖｆを出力する。
【００６４】
なお点火制御用スロットル開度データは、前回読込まれたスロットル開度データに今回読込まれたスロットル開度データの一部を反映させる演算により求めればよく、その演算のしかた（今回読込まれたスロットル開度データＴαを反映させる割合）は上記の例に限らない。
【００６５】
上記の実施例では、燃料噴射量の制御のみを行ない、燃料の噴射時期は制御していないが、燃料噴射量と噴射時期との双方を制御する場合にも本発明を適用できるのはもちろんである。
【００６６】
【発明の効果】
以上のように、請求項１に記載した発明によれば、ＣＰＵの２つの入力ポートを、燃料噴射量の制御に用いる噴射制御用スロットル開度データを入力する第１のスロットル開度データ入力ポートと、点火時期の制御に用いる点火制御用スロットル開度データを入力する第２のスロットル開度データ入力ポートとに割り当てて、スロットルセンサの出力を第１及び第２のスロットル開度データ入力ポートにそれぞれ伝達する第１及び第２の信号伝達回路を設け、第２の信号伝達回路の応答速度を第１の信号伝達回路の応答速度よりも遅く設定したので、燃料噴射量の制御はスロットル開度の変化に対して高い応答速度で行なわせることができ、スロットル開度が急に変化したときに混合気がリーンになったり、リッチになったりするのを防いで、良好な制御特性を得ることができる。
【００６７】
また本発明によれば、スロットル開度の変化が点火時期の制御に反映されるのを遅らせることができるため、スロットル開度が急に変化したときにトルク変動が生じたり、ノッキングを起こしたり、アフタファイアが生じたりするのを防ぐことができる。
【００６８】
更に、請求項２に記載した発明によれば、信号の伝達速度が異なる２つの信号伝達回路の出力を信号選択回路を通して順次選択して取り込むようにしたので、ＣＰＵの１つの入力ポートのみをスロットル開度データに割り当てるだけで上記と同様の効果を得ることができ、スロットル開度以外の他の制御条件を犠牲にすることなく、スロットル開度に対する燃料噴射量及び点火時期の制御特性を良好にすることができる利点がある。
【００６９】
また請求項３に記載した発明によれば、スロットル開度の検出値が点火時期の制御に反映されるのを遅らせるための処理を行わせる手段をソフトウェア上で実現するようにしたので、請求項２に記載した発明と同様に、スロットル開度以外の他の制御条件を犠牲にすることなく、スロットル開度に対する燃料噴射量及び点火時期の制御特性を良好にすることができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例のハードウェアの構成の要部を示したブロック図である。
【図２】本発明の他の実施例のハードウェアの構成の要部を示したブロック図である。
【図３】本発明の更に他の実施例のハードウェアの構成の要部を示したブロック図である。
【図４】本発明の更に他の実施例のハードウェアの構成の要部を示したブロック図である。
【図５】本発明の更に他の実施例のハードウェアの構成の要部を示したブロック図である。
【図６】図４の実施例において、所定のサンプリング間隔が経過したことが検出されるごとに実行される割込みルーチンのアルゴリズムを示したフローチャートである。
【図７】図５の実施例において、所定のサンプリング間隔が経過したことが検出されるごとに実行される割込みルーチンのアルゴリズムを示したフローチャートである。
【図８】図５の実施例において演算される点火制御用スロットル開度データとその演算回数との関係を示した線図である。
【図９】従来の制御装置のハードウェア構成の要部を示したブロック図である。
【図１０】従来の制御装置の他のハードウェア構成の要部を示したブロック図である。
【図１１】従来の制御装置においてデータのサンプリング時に実行される割込みルーチンを示したフローチャートである。
【図１２】内燃機関の点火時期の回転数に対する制御特性の一例を示した線図である。
【符号の説明】
１１  ＣＰＵ
１２  スロットルセンサ
１３  燃料噴射装置
１３Ａ  インジェクタ駆動回路
１３Ｂ  インジェクタ
１３Ｃ  燃料ポンプ
１４  点火装置
１５  信号選択回路
Ｒ１  ，Ｒ２    抵抗
Ｃ１  ，Ｃ２    コンデンサ
【図１】
0003584498.tif 000002
【図２】
0003584498.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
0003584498.tif 000006
【図６】
0003584498.tif 000007
【図７】
0003584498.tif 000008
【図８】
0003584498.tif 000009
【図９】
0003584498.tif 000010
【図１０】
0003584498.tif 000011
【図１１】
0003584498.tif 000012
【図１２】
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