(57)【要約】【課題】内燃機関で固定点火が必要と判定されたとき、その判定から極力短時間で固定点火を実行できる点火プラグの点火制御方法を提供することである。【解決手段】エンジンとともに回転する回転部材１１の突起１２の第１部分Ｇ１の通過を回転数検出部材１５で検出してエンジン回転数を検出する。検出したエンジン回転数が所定値よりも低いとき、突起の第１部分を基準として、その時刻以後固定点火を禁止する固定点火禁止時刻Ｘ１，Ｘ２をマイコン２５にセットする。続いて、突起の第２部分Ｇ２が回転数検出部材１５を通過した時点で固定点火禁止時刻が経過しているか否かをマイコン２５で判定する。経過していないときは、第２部分が回転数検出部材を通過した時点でマイコンから点火出力部３０に点火信号を発する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンとともに回転する回転部材の突起の第１部分の通過を回転数検出部材で検出してエンジン回転数を検出し、検出したエンジン回転数が所定値よりも低いとき、前記第１部分を基準としてその時刻以後固定点火を禁止する固定点火禁止時刻をマイコンにセットする第１工程と、
前記突起の第２部分が前記回転数検出部材を通過した時点で前記固定点火禁止時刻が経過しているか否かを前記マイコンで判定し、経過していないとき、該第２部分が前記回転数検出部材を通過した時点で該マイコンから点火出力部に点火信号を発する第２工程と、
から成ることを特徴とする点火プラグの点火制御方法。
【請求項２】
前記固定点火禁止時刻はエンジン特性に応じて決める請求項１に記載の点火制御方法。
【請求項３】
前記第１工程は更に前記突起の第１部分を基準に演算点火のための点火タイマをセットし、前記第２工程は更に一定条件下で前記固定点火に対して進角又は遅角した演算点火を実行する請求項１に記載の点火制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は点火プラグの点火を制御する方法、特にいわゆる固定点火を行うか否かの判定を短時間に行うことができるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関では、シリンダ内の混合気に点火プラグで点火する。着火後混合気全体が燃焼し、シリンダ内の圧力が最大圧力になる、即ちエンジンの出力が最大となるまでの燃焼時間は、エンジンの運転状況により異なる。そのため、エンジンの運転状況を検出し、その結果に応じてマイコンで最適な点火時期を演算している。
【０００３】
但し、エンジンの始動時や低速回転時即ち自動車の低速走行時は、吸気管圧力等のパラメータが安定せず、演算点火は困難である。これを考慮して、始動時等はエンジンのクランク軸等が所定角度（位置）に達した時点を点火時期として固定すること、つまりいわゆる固定点火とすることが多い。
【０００４】
例えば、図４に示す従来の内燃機関用点火装置（特許文献１参照）は回転数検出部１００、点火制御部１１０及び点火回路１２０を含む。このうち、回転数検出部１００は、内燃機関のクランク軸１０１に取り付けられたロータ１０２のリラクタに対向する磁極部を有する鉄心と、この鉄心に巻回された信号コイル１０４と、鉄心に磁気結合された永久磁石とを備える。
【０００５】
リラクタの回転方向の前端側のエッジ及び後方端のエッジを信号コイル１０４で検出した際、それぞれ極性が異なるパルスＰ１及びＰ２を発生する。一方の極性の基準位置検出パルスＰ１は、内燃機関の低速時の点火位置として設定された固定点火位置よりも進角した回転角度位置に設定された基準位置で発生される。他方の極性の固定点火位置検出パルスＰ２は固定点火位置で発生される。
【０００６】
点火制御部１１０は、マイクロコンピュータ（マイコン）１１１と、信号コイル１０４が発生するパルスＰ１を変換する第１波形整形回路１１２と、固定点火位置検出パルスＰ２を点火信号Ｖｐに変換する第２波形整形回路１１３と、マイコン１１１が発生する点火信号Ｖｉ及び第２波形整形回路１１３の点火信号Ｖｐを点火回路に入力するオア回路１１６と、固定点火禁止回路１１７とから成っている。
【０００７】
上記マイコン１１１は、ＣＰＵ、ＣＰＵが演算した点火位置計測時間Δｔを記憶するメモリ、第１波形整形回路１１２の出力が割込み信号ＩＮＴとして入力された割込み制御回路により制御されるタイマ、及びタイマが計測する時間をＣＰＵにより演算された点火位置計測時間Δｔと比較するコンパレータを備えている。オア回路１１６は、点火回路１２０の点火信号入力端子、第２波形整形回路１１３及びマイコン１１１の出力端子にそれぞれ接続されている。第２波形整形回路１１３が出力する点火信号Ｖｐ及びマイコン１１１が演算した点火位置を検出した時に出力する点火信号Ｖｉを点火回路１２０に入力する。
【０００８】
固定点火禁止回路は一定の条件が成立したとき、第２の波形整形回路１１３から点火回路１２０への点火信号Ｖｐの伝達を禁止する。そして、点火回路１２０は点火コイル１２１と点火プラグ１２２とを備え、オア回路１１６に接続されている。
【０００９】
この点火制御装置において、点火制御部１１０の第１波形整形回路１１２が割込み制御回路に割込み信号ＩＮＴを与えると、メインルーチンが中断され割込みルーチンが実行される。割込みルーチンでは、先ずタイマの計測値を回転速度計測時間Ｔｎとして読み込む。次いで、前の回転で検出された回転速度計測時間Ｔｎ−１の１／２と、今回検出された回転速度計測時間Ｔｎとを比較する。その結果Ｔｎ−１／２≦Ｔｎであるときには、図５のＳ５１で正回転していると判断し、Ｓ５２で今回検出された回転速度計測時間ＴｎをＲＡＭに格納する。
【００１０】
続いて、Ｓ５３で今回検出された回転速度計測時間Ｔｎと設定値Ｔｎｓとをコンパレータで比較する。Ｔｎｓ＜Ｔｎのときは、演算された点火位置計測時間Δｔにより点火位置を定めることを禁止し、発生する固定点火位置検出パルスＰ２を点火信号とすることを許可してメインルーチンに戻る（いわゆる固定点火）。
【００１１】
一方、Ｔｎｓ≧Ｔｎのときは、固定点火位置検出パルスＰ２を点火信号とすることを禁止し、演算された点火位置計測時間Δｔにより点火位置を定めることを許可する（いわゆる演算点火）。Ｓ５６で、既に演算されてＲＡＭに格納されている点火位置計測時間Δｔをコンパレータにセットしてメインルーチンに戻る。コンパレータはタイマの計算値が点火位置計測時間Δｔに一致したとき、点火回路１２０に点火信号Ｖｉを与える。
【特許文献１】特開２００１−３２３８６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、上記従来例はＳ５４で固定点火を選択後、実際に固定点火するまでに時間を要する不具合がある。上述したように、マイコン１１１のコンパレータで回転速度計測時間Ｔｎと設定値Ｔｎｓとを比較し、回転速度計測時間Ｔｎが設定値Ｔｎｓよりも長いときに固定点火している。しかし、回転速度計測時間Ｔｎと設定値Ｔｎｓとの何れが長いかを判断するのは回転速度計測時間Ｔｎの経過後であり、回転速度計測時間Ｔｎの算出後に更に固定点火するか否かを判定するための判定時間が必要になる。
【００１３】
この判定時間はエンジン回転数の高低にかかわらず、一定である。エンジン回転数が比較的低い間はそれ程問題にはならない。しかし、エンジン回転数が高くなると、見かけ上の点火時期の遅れが大きくなり、アイドリング時に必要な点火時期よりも遅角側で点火し、エンジン回転数が不安定になる。
【００１４】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、固定点火が必要と判定されたとき、その判定から極力短時間で固定点火を実行できる点火プラグの点火制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の点火プラグの点火制御方法は、固定点火を禁止又は許可する時間ではなく、その経過後は固定点火を禁止する時刻の概念を導入したことを基本的な技術思想とする。この点か制御方法は、請求項１に記載したように、エンジンとともに回転する回転部材の突起の第１部分の通過を回転数検出部材で検出してエンジン回転数を検出し、検出したエンジン回転数が所定値よりも低いとき、第１部分を基準としてその時刻以後固定点火を禁止する固定点火禁止時刻をマイコンにセットする第１工程と；突起の第２部分が回転数検出部材を通過した時点で固定点火禁止時刻が経過しているか否かをマイコンで判定し、経過していないとき、第２部分が回転数検出部材を通過した時点でマイコンから点火出力部に点火信号を発する第２工程と；から成る。
【００１６】
この点火制御方法において、第１工程でマイコンに予め固定点火禁止時刻をセットしておき、突起の第２部分が回転数検出部材を通過した時刻と固定点火禁止時刻との先後を第２工程でマイコンが判定する。
【００１７】
請求項２の点火制御方法は、請求項１において、固定点火禁止時刻はエンジン特性に応じて決める。請求項３の点火制御方法は、請求項１において、第１工程は更に突起の第１部分を基準に演算点火のための点火タイマをセットし、第２工程は更に一定条件下で固定点火に対して進角又は遅角した演算点火を実行する。この場合、第１工程で演算点火及び固定点火が可能な内燃機関において、第２工程で一定の場合は演算点火が実行され、別の場合は固定点火が迅速に実行されることになる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明にかかる点火制御方法によれば、突起の第２部分の通過時刻が固定点火禁止時刻よりも先の場合、その通過時刻（瞬間）に固定点火が実行される。このように、突起の第２部分の通過が固定点火のトリガとなっているので、突起の第２部分の通過後にも固定点火禁止時刻の経過後にも固定点火を実行するか否かの判断時間は不要である。よって、固定点火を実行するまでの時間が極めて短かくできる。
【００１９】
請求項２の点火制御方法によれば、エンジン特性を考慮して固定点火禁止時刻を選定することにより、種々の条件下で、迅速に固定点火を実行できる。請求項３の点火制御方法によれば、演算点火及び固定点火が可能な点火制御装置において、所定の場合はマイコンによる演算点火を実行でき、所定の場合は固定点火禁止時刻に基づく固定点火をごく短時間に実行できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（イ）内燃機関の種類
本発明の点火制御方法は、車両の内燃機関（エンジン）他、農作業機器等比較的小型の内燃機関を対象とする。車両には通常４サイクルの四輪自動車及び通常２サイクルの二輪自動車が含まれるが、本発明は特に低廉性が要求される二輪自動車に好適に適用される。
（ロ）固定点火
一部上述したように、例えば二輪自動車において、エンジン始動時等の点火時期としては固定点火が採用されることがある。エンジン始動時は吸気管内の圧力が不安定なため、マイコンは予め決めてある点火時期を出力する。これが固定点火であり、点火時期は例えば上死点前５度から１０度に固定されている。
【００２１】
固定点火するために必要な入力信号は、エンジンの回転数に関する信号や、イグニッションスイッチの位置に関する信号である。エンジン回転数は例えばクランク軸に取り付けられたクランク角（位置）センサから取り出されるが、これに限定されない。クランク角センサの一例として電磁誘導式のものがあるが、これに限定されない。なお、イグニッションスイッチの位置信号はこのスイッチがスタート位置へ回転されたとき取り出される。
（ハ）点火制御方法
ａ．第１工程
第１工程は、回転数検出部材によるエンジン回転数の検出に基づき、演算点火又は固定点火を選択するための工程である。検出されたエンジン回転数が所定値よりも高い場合は演算点火を行い、低い場合は固定点火を行う。なお、エンジン回転数の検出に際し、回転数検出部材の外周面に形成した突起の第１部分が一周するのに要する時間を算出することができる。
【００２２】
第１工程では、固定点火のために、突起の第１部分の通過を基準として固定点火禁止時刻をマイコンにセットする。第１部分の通過を基準とするのは、エンジン回転数の検出にこれを利用しているからである。また、「点火禁止時刻」とは、その時刻以降は固定点火を禁止する時刻、換言すれば突起の第１部分の通過からこの時刻までの時間（期間）は固定点火を許可する時刻のことである。固定点火禁止時刻はエンジンの特性を考慮して決め、例えば固定点火を２００ｒ／ｍｉｎ以下で禁止する場合、突起部の第１部分と第２部分とが成す角度が３０度であれば、２５ｍｓとなる。
【００２３】
また、第１工程では、演算点火のために、突起の第１部分を基準として点火タイマをマイコンにセットすることができる。「点火タイマのセット」とは、第１部分を基準にして所定位置で点火させるために、一回転の時間から算出した点火時刻をセットすることである。
ｂ．第２工程
第２工程は、突起の第２部分の通過と固定点火禁止時刻との間に一定の条件が充足されたとき、固定点火を実行する工程である。具体的には、第２部分が回転数検出部材の前方を通過した時点で固定点火禁止時刻が経過していないときは、エンジンの回転数が所定値に達しておらず、固定点火するための条件（前提）が整っているので、第２部分の通過と同時にマイコンから点火出力部に点火信号を出力する。第２部分の通過と同時に固定点火できるのは、上記第１工程で固定点火禁止時刻をセットしたからである。
【００２４】
これらから分かるように、本発明において、回転数検出部材による回転部材の突起の第１部分の検出時刻は固定点火禁止時刻を定める際の基準となる。また、突起の第２部分の検出時刻は固定点火を実行する時刻（タイミング）となる。
【実施例】
【００２５】
以下、本発明の実施例を添付図面を参照しつつ説明する。
（構成）
図１に示すように、点火制御装置は回転数検知部１０、波形整形回路２０、マイコン２５及び点火出力回路３０から成る。このうち、回転数検知部１０は外周面上の所定場所に突起１３を備え、クランク軸１２に取り付けられたシグナルロータ１０と、シグナルロータ１０に近接して配置されたピックアップセンサ（クランク角センサ）１５とを含む。ピックアップセンサ１５は波形整形回路２０に接続されている。
【００２６】
この波形整形回路２０はピックアップセンサ１５からの信号を、マイコン２５での処理に適した波形に変換するものである。波形整形回路２０に接続されたマイコン２５は１次コイルへの電流の通電の開始及び遮断を制御する。エンジン回転数、吸入空気量（エンジン負荷）等に応じて遮断時即ち点火時期を制御している。また、エンジン冷却水の温度に応じた補正を行っている。そして、マイコン２５に接続された点火出力回路３０は、マイコン２５からの指令信号により点火コイル（不図示）を介して点火プラグ３５を点火させるものである。
（作用）
この実施例の作用即ち点火制御方法を説明する。図１において、クランク軸１２に取り付けられたシグナルロータ１１が回転すると、その外周面に形成された突起１３によりピックアップセンサ１５のコアを通りコイルと交差する磁束が増減する。この磁束変化に基づく電磁誘導作用により、ピックアップセンサ１５からエンジンの回転数に応じた電圧Ｐ１及びＰ２が出力される。この出力電圧Ｐ１及びＰ２は波形整形回路２０で閾値（予め決められた電圧値）と大小を比較されて矩形波信号に変換され、その後マイコン２５に送られる。
【００２７】
以下、ステップ毎に詳述する。図２のステップＳ１でピックアップセンサ１５により突起１２の前方端Ｇ１の通過を検知する。検知されたならばステップＳ２でシグナルロータ１０（正確には突起１２の前方端Ｇ１、図３参照）の一回転に要する時間（Ｔ３６０）を算出する。ステップＳ３でＴ３６０が演算点火許可回転数よりも大きいか否かを判定する。ここで、「演算点火許可回転数」とはエンジン回転数に基づきマイコン２５で演算点火を行うか否かの判定基準となる回転数のことであり、例えばエンジンの特性を考慮して１８００ｒｐｍ等とする。
【００２８】
Ｔ３６０が演算点火許可回転数よりも大きいときはステップＳ４に進み、固定点火禁止時刻Ｘをセットする。つまり、エンジン回転数が所定値以下であるので、所定時刻Ｘまでは固定点火を許可し、この時刻Ｘの経過後は固定点火を禁止するための準備である。一方、ステップＳ３でＴ３６０が演算点火許可回転数よりも小さいと判定されたときはステップＳ５に進み、点火タイマをセットする。つまり、エンジンの回転数が所定値以上であるので、演算点火するための準備である。
【００２９】
ステップＳ４の固定点火の場合もステップＳ５の演算点火の場合も、次にステップＳ６に進み、突起１２の後方端Ｇ２の通過をピックアップセンサ１５により検出する。これは、固定点火の時刻を決めるためである。
【００３０】
後方端Ｇ２が検出されないときは演算点火のためのステップ（不図示）に進む。後方端Ｇ２が検出されたときはステップＳ７で固定点火するか否かを、演算点火のため既に点火タイマーがセットされているか否かで判定する。
【００３１】
ステップＳ７での判定が固定点火でないときは、演算点火のためのステップ（不図示）に進む。判定が固定点火のときはステップＳ８に進み、ステップＳ４でセットした固定点火禁止時刻Ｘが経過したか否かを判定する。具体的には、図３（ａ）においてＸ１で示すように固定点火禁止時刻が経過していないときは、固定点火許可時間Ｔ１が終了していないので、ステップＳ９に進み点火出力回路３０から点火プラグ３５へ固定点火信号を出力する。一方、図３（ｂ）においてＸ２で示すように、ステップＳ８で固定点火禁止時刻が経過していると判定されたときは、固定点火許可時間Ｔ２が終了しているので、演算点火のためのステップ（不図示）に進む。
【００３２】
後方端Ｇ２の通過時刻はピックアップセンサ１５で検出されるエンジン回転数により変動し、固定点火禁止時刻Ｘ１の経過時刻はマイコン２５へのセットにより調整する。よって、二つの時刻の先後はエンジン回転数及び／又はマイコン２５へのセット時間長さに依存する。例えば、図３（ａ）で後方端Ｇ２の通過時刻が固定点火禁止時刻Ｘ１の経過時刻よりも先になるのは、エンジン回転数が高い場合や固定点火禁止時刻Ｘ１のセット時間が長い場合である。
【００３３】
なお、ステップＳ７での判定がＮｏのとき、及びステップＳ８での判定がＹｅｓのとき移行する演算点火では、マイコン２５が基本進角と補正進角とから点火時期を演算する。基本進角値として、エンジンの回数や負荷に応じた最適の進角値又は遅角値がマイコン２５に記憶されている。エンジン回転数はクランク角センサから入力され、エンジン負荷はバキュームセンサ等から入力される。
【００３４】
基本進角に各種センサからの入力信号による補正進角が加えられる。入力信号としては水温信号、アイドリング信号及びアイドリング回転数等がある。これらにより、エンジンの運転状況を検出し、これらに対する補正進角が加えられる。
（効果）
この実施例によれば以下の効果が得られる。第１に、従来例に比べて、固定点火が選択されたとき固定点火の実行までに要する時間が短縮される。図３（ａ）から分かるように、突起の後方端Ｇ２がピックアップセンサ１５を通過した時点で固定点火禁止時刻Ｘ１が経過していないときは、後方縁Ｇ２の通過すると同時に点火プラグ３５が点火される。つまり、後方端Ｇ２の通過が点火時刻を決めており、突起の後方端Ｇ２の通過後に別の判定時間は不要である。
【００３５】
第２に、点火制御装置がシンプルである点に注目されたい。波形成形回路２０が一つであり、マイコン２５の構成も簡単になる。これは、前方端Ｇ１及び後方端Ｇ２の通過に関する信号を一つの波形整形回路２０で整形したこと、及び固定点火禁止時刻Ｘをマイコン２５にセットしたことにより可能となった。
【００３６】
即ち、前方縁Ｇ１を基準として固定点火禁止時刻Ｘをセットしたので、後方端Ｇ２の通過時に固定点火禁止時刻Ｘが経過しているか否か（固定点火禁止時刻Ｘの経過前に後方端Ｇ２が通過しているか否か）を見れば済む。別言すれば、固定点火禁止時刻Ｘ１及びＸ２の経過という瞬間と、後方端Ｇ２の通過という瞬間との先後を比較するのみで良い。よって、前方端Ｇ１の通過から後方端Ｇ２の通過までの時間は見る必要がない。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施例を実行する点火制御装置の全体説明図である。
【図２】上記実施例の作用（点火制御方法）を示すフローチャートである。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は突起の後方端Ｇ２と固定点火禁止時刻Ｘ１及びＸ２との関係を示す説明図である。
【図４】従来の点火制御装置の全体説明図である。
【図５】従来例の作用説明図（要部）である。
【符号の説明】
【００３８】
１０：回転数検出部                  １１：シグナルロータ
１２：突起                          Ｇ１：第１部分
Ｇ２：第２部分                      １５：ピックアップセンサ
２０：波形整形回路                  ２５：マイコン
３０：点火出力回路                  ３５：点火プラグ
Ｘ１，Ｘ２：固定点火禁止時刻
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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