(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
イグナイタに対し点火通電信号を各気筒独立に出力するとともに、イグナイタにおいて前記点火通電信号に対応した点火確認信号を共通のラインで受信するようにしたエンジンの点火時期制御装置において、
相前後する点火通電信号が重なる時又は所定期間幅以内に近接している時は、点火確認信号に基づく点火出力の異常判定を禁止するようにしたことを特徴とするエンジンの点火時期制御装置。
【請求項２】
相前後する点火通電信号が所定期間幅以内に近接していることを示す不感帯は、少なくとも入出力回路とイグナイタの内部回路の応答遅れを含むものであることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの点火時期制御装置。
【請求項３】
相前後する点火通電信号が重なる又は所定期間幅以内に近接していることの判定を、所定の気筒での通電開始時期とその前の点火対象気筒の点火時期の差により行うようにしたことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの点火時期制御装置。
【請求項４】
相前後する点火通電信号が重なる又は所定期間幅以内に近接していることの判定タイミングを、前の点火対象気筒での点火が必ず終了するタイミングとしたことを特徴とする請求項３に記載のエンジンの点火時期制御装置。
【請求項５】
エンジンのクランク軸の回転に対応した所定角度間隔毎のパルス列のクランク信号を入力してパルス間隔を計測するパルス間隔計測手段と、
前記パルス間隔計測手段による今回のパルス間隔を基にして次のパルスまでに整数倍の周波数の逓倍信号を生成する逓倍信号生成手段と、
前記逓倍信号に基づいてカウント動作する点火用角度カウンタと、
上記点火通電信号の通電開始角度位置及び通電遮断角度位置を設定する設定手段と、
前記点火用角度カウンタのカウント値と前記通電開始角度位置及び前記通電遮断角度位置とを比較して、その比較結果に応じて点火通電信号を出力する点火通電信号出力手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のエンジン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】
この発明は、エンジンの点火時期制御装置に係り、詳しくは、点火出力状態を検出する機能を有する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンの点火時期制御装置はＥＣＵ（電子制御ユニット）にて構成しており、ＥＣＵが各センサからの信号によりエンジンの状態を検知して、その時のエンジン状態にあった最適な点火時期を決定し、イグナイタに信号を送る。点火出力のクランク同期の処理は、クランクエッジ（クランク信号のパルスエッジ）からオフセット時間が経過した時にパルスを発生させる等により行っているが、このとき、数本のタイマを用いて点火通電信号をタイマ数以上の多気筒に振り分けて出力することが行われている。また、近年、マイコンの高機能化に伴い各気筒専用にそれぞれタイマを使用して、他気筒に依存しない独立点火制御をするという技術が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記技術は各気筒独立点火制御できるため、複数気筒の通電期間を重ねること（オーバーラップ）が可能となる。４気筒エンジンのように気筒間の角度が広い場合は通電期間がオーバーラップすることは考えにくいが、気筒数が多くなると通電期間がオーバーラップする場合が出てくる。また、バッテリ電圧低下時は通電期間を長くすることで点火エネルギーを確保して失火を防いだり、高回転時は点火間隔が時間的に短くなるため、通電を長くすることで通電期間がオーバーラップすることが想定される。
【０００４】
一方、例えばイグナイタのフェイル検出に点火確認信号ＩＧＦを使用することがある。この場合、点火確認信号ＩＧＦは各気筒の点火の出力信号をイグナイタが取り込み、オア（ＯＲ）を取った信号をＥＣＵに返すが、この際、上述したように各気筒の通電期間が重なった時、ＩＧＦ信号が抜けてフェイルと誤判定してしまうことが考えられる。
【０００５】
本発明はこのような背景の下になされたものであり、その目的は、各気筒独立に点火通電信号を出力するとともに共通ラインにて点火確認信号を受信するシステムにおいて、点火確認を確実に行うことができるエンジンの点火時期制御装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
各気筒の通電期間が重なった時にＩＧＦ信号が抜けることによる誤判定を防止するために各気筒の通電期間が重なっていないかを判定する必要がある。しかし、実際の点火出力は、ポート出力状態で重なっていなくても、点火時期制御装置（ＥＣＵ等）の点火出力回路やイグナイタの回路等の応答遅れにより、重なることが考えられるため、それらを考慮して点火出力のオーバーラップを判定しなければならない。
【０００７】
そこで、請求項１に記載の発明は、相前後する点火通電信号が重なる時又は所定期間幅以内に近接している時は、点火確認信号に基づく点火出力の異常判定を禁止することを特徴としている。つまり、点火通電オーバーラップ可能な点火出力システムに対して、単に各気筒の出力状態だけで判定せずに、実際の通電がオーバーラップすることを点火出力回路やイグナイタ回路の応答遅れを考慮して判定する。これにより、点火通電の演算値やポート出力状態がオーバーラップになっていなくても実際の通電がオーバーラップしている場合も確実に判定できる。
【０００８】
このようにして、各気筒独立に点火通電信号を出力するとともに共通ラインにて点火確認信号を受信するシステムにおいて、点火確認を確実に行うことができることとなる。
【０００９】
請求項２に記載の発明にように、相前後する点火通電信号が所定期間幅以内に近接していることを示す不感帯は、少なくとも入出力回路とイグナイタの内部回路の応答遅れを含むものであると、実用上好ましい。
【００１０】
請求項３に記載の発明のように、相前後する点火通電信号が重なる又は所定期間幅以内に近接していることの判定を、所定の気筒での通電開始時期とその前の点火対象気筒の点火時期の差により行うようにすると、実用上好ましいものとなる。
【００１１】
請求項４に記載の発明のように、請求項３に記載の発明において、相前後する点火通電信号が重なる又は所定期間幅以内に近接していることの判定タイミングを、前の点火対象気筒での点火が必ず終了するタイミングとすると、実用上好ましいものとなる。
【００１２】
請求項５に記載の発明によれば、エンジンのクランク軸の回転に対応した所定角度間隔毎のパルス列のクランク信号に対し、パルス間隔計測手段によりパルス間隔が計測され、逓倍信号生成手段により、パルス間隔計測手段による今回のパルス間隔を基にして次のパルスまでに整数倍の周波数の逓倍信号が生成される。さらに、点火用角度カウンタにおいて逓倍信号に基づいてカウント動作され、点火通電信号出力手段により、点火用角度カウンタのカウント値と通電開始角度位置及び通電遮断角度位置との比較結果に応じて点火通電信号が出力される。このように、所定の角度間隔で逓倍信号を生成してエンジン回転と同期をとるシステムとすることで、角度から時間への変換のための演算を不要にでき、処理負荷の低減を図ることができるとともに、角度にて点火通電信号（通電開始時期と点火時期）が設定できるので車両の加減速による影響もほとんど受けること無く高精度な点火制御及びより確実な点火確認を行うことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を具体化した実施の形態を図面に従って説明する。
本実施の形態においては自動車用多気筒ガソリンエンジンの点火時期制御装置に具体化している。図１には、本実施形態における点火時期制御用ＥＣＵ１およびイグナイタ２の構成を示す。エンジンは５気筒４サイクルエンジンである。
【００１４】
点火時期制御用ＥＣＵ１はマイクロコンピュータ（以下、マイコンという）１０と出力回路（図１では第１，２気筒用の出力回路２０，３０のみ示し、第３，４，５気筒用の出力回路は省略した）と入力ＩＣ７０と入力フィルタ回路８０を備えている。一方、イグナイタ２は、気筒毎の駆動回路とトランジスタを備えている。ここで、図１においては、第１気筒用の駆動回路２０１およびトランジスタＴｒ１０と、第２気筒用の駆動回路２０２およびトランジスタＴｒ１１のみ示し、第３，４，５気筒用の駆動回路とトランジスタは省略した。
【００１５】
点火時期制御用ＥＣＵ１においてマイコン１０はＣＰＵ１１とＲＯＭ１２とＲＡＭ１３とタイマモジュール１４を備えており、これらの各部材間はデータバスにて相互にデータのやり取りが行われる。また、マイコン１０はセンサおよびスイッチ等からの信号を入力するとともに、イグナイタ２（点火装置）に対し駆動信号である点火通電信号ＩＧＴを出力する。さらに、マイコン１０のＣＰＵ１１はセンサ・スイッチ等からの信号（データ）を取り込むとともに、このデータを基にして各種の演算を行い、点火通電信号ＩＧＴを出力して点火を行わせる。つまり、気筒毎の点火通電信号ＩＧＴ１，ＩＧＴ２，…を各ポートＰ１，Ｐ２，…から出力して出力回路２０，３０を通してイグナイタ２に送り、トランジスタＴｒ１０，Ｔｒ１１，…をオンすることによりイグニッションコイルを通電することにより点火が行われる。
【００１６】
ここで、ＥＣＵ１が取り込む信号に、クランクセンサからのクランク信号とカムセンサからのカム信号がある。図２には、エンジン１サイクル（７２０°ＣＡ）分のクランク信号とカム信号を示す。
【００１７】
クランク信号は、エンジンのクランク軸の回転に対応した所定角度間隔毎のパルス列よりなり、このパルス列の途中にパルスを抜いた欠け歯部（基準位置部）を有する。本実施形態でのクランク信号は６０パルス毎に２パルス抜ける欠け歯の構成となっている（６０−２歯構造）。つまり、パルス列のパルス間隔が６°ＣＡであり、このパルス列の途中にパルスを抜いた欠け歯部を３６０°ＣＡ毎に有し、そのうちの一方（７２０°ＣＡ毎の欠け歯）が表欠け歯であり、他方（他の７２０°ＣＡ毎の欠け歯）が裏欠け歯である。また、カム信号は、エンジンのカム軸の回転に同期しており、気筒位置を特定する気筒判別信号であり、立ち下がりエッジは１４４°ＣＡ間隔である。このカム信号は、７２０°ＣＡ間に２回来るクランク信号の欠け歯位置（表欠け歯と裏欠け歯）でカム信号の位相レベルが異なっており、欠け歯位置でのカム信号レベルのハイ／ロウで欠け歯の表裏を判定することができる。
【００１８】
なお、クランク信号の基準位置部は、パルス列の途中においてパルスを抜いた欠け歯部であったが、これに限ることなく、他の構造（パルス列の途中にパルスを挿入する等の構造）にて所定角度間隔毎のパルス列の途中においてパルス間隔が不等な基準位置部を構成してもよい。
【００１９】
クランク信号が図１のタイマモジュール１４のハードクランク１００に入力される。また、カム信号はマイコン１０に取り込まれる。
一方、図１のタイマモジュール１４に備えられたハードクランク１００は、クランク信号をハード的に処理する機能部である。このハードクランク１００により、図２のクランク信号の処理（クランクエッジ間時間を分割した角度信号の生成）をハード的に行うことができる。
【００２０】
図３には、ハードクランク１００の構成を示す。
図３において、プリスケーラ１０１と分周回路１０２とエッジ時間計測カウンタ１０３と逓倍レジスタ（エッジ時間記憶レジスタ）１０４と逓倍カウンタ１０５とイベントカウンタ１０６とガード用カウンタ１０７と基準カウンタ１０８と追従カウンタ（角度カウンタ）１０９と点火用角度カウンタ１１０を備えている。プリスケーラ１０１からの信号Ｐφは分周回路１０２を介してエッジ時間計測カウンタ１０３に送られる。また、信号Ｐφは追従カウンタ（角度カウンタ）１０９に送られる。さらに、クランク信号がエッジ時間計測カウンタ１０３とイベントカウンタ１０６とガード用カウンタ１０７に送られる。
【００２１】
図４には、アングルクロック（角度信号）発生のタイムチャートを示す。図４には、入力するクランク信号、エッジ時間計測カウンタ１０３のカウント値、逓倍レジスタ１０４の記憶値、逓倍カウンタ１０５のカウント値、逓倍カウンタ１０５の出力信号（逓倍クロック）、ガード用カウンタ１０７の値のｎ倍値、基準カウンタ１０８のカウント値、追従カウンタ１０９のカウント値、点火用角度カウンタ１１０のカウント値を示す。
【００２２】
図３のエッジ時間計測カウンタ１０３は、クランク信号を入力してクランクエッジ間の時間（パルス間隔）を計測する。詳しくは、エッジ時間計測カウンタ１０３は、図４のように時間同期でカウントアップするカウンタであって、クランクエッジ間（クランク信号の立ち下がりエッジ間）の時間を計測する。計測した値は１／ｎ倍に逓倍され、逓倍レジスタ１０４に転送される。転送されたデータはダウンカウンタである逓倍カウンタ１０５の初期値となる。逓倍値（ｎ値）として、例えば「３２」を挙げることができる。
【００２３】
図３の逓倍カウンタ１０５は、エッジ時間計測カウンタ１０３により計測されたクランクエッジ間時間を使って、クランクエッジ時間を１／ｎした逓倍クロックを生成する。詳しくは、逓倍カウンタ１０５は、図４のように時間同期でダウンカウントされ、アンダーフローすると逓倍クロックを発生するとともにカウント値が初期値に戻される動作を繰り返す。次のクランクエッジ（クランク信号の立ち下がりエッジ）が入力されると、逓倍レジスタ１０４の値及び逓倍カウンタ１０５の初期値が最新値に更新される。このように、逓倍カウンタ１０５は、エッジ時間計測カウンタ１０３による今回のパルス間隔を基にして次のパルスまでに整数倍の周波数の逓倍信号（逓倍クロック）を生成する。
【００２４】
図３の基準カウンタ１０８は、図４に示すように、逓倍クロックによりカウントアップ動作する。図３の追従カウンタ１０９は時間同期クロックによりカウントアップする（内部クロックでカウント動作する）。ガード用カウンタ１０７は、クランク信号の立ち下がりエッジ入力毎にカウントアップするカウンタであって、クランクエッジ入力時にカウントアップ前の値のｎ倍（逓倍）の値を基準カウンタ１０８に転送する。
【００２５】
ここで、図４のように、基準カウンタ１０８のカウント値は、クランクエッジ入力時にガード用カウンタ１０７から転送された値（カウント値のｎ倍値）を上回ることはできない。また、追従カウンタ１０９は、基準カウンタ１０８のカウント値より小さい時のみカウントアップする。この追従カウンタ１０９のカウントアップに同期してアングルクロック（角度信号）が生成される。このように、３つのカウンタ１０７，１０８，１０９によりアングルクロックが生成される。
【００２６】
本実施形態では、内部クロック（プリスケーラからの信号Ｐφ）を２０ＭＨｚとしており、追従カウンタ１０９は他のカウンタと比べ高速で動作可能である。図４において、減速時には、基準カウンタ１０８と追従カウンタ１０９のカウント動作として、クランクエッジの入力より先に基準カウンタ１０８の値がガード用カウンタ１０７の値のｎ倍値に達してしまうため、追従カウンタ１０９のカウントアップが禁止される。このようにしてガード用カウンタ１０７により基準カウンタ１０８と追従カウンタ１０９のカウントアップ動作が逓倍値で停止する。その結果、減速時には追従カウンタ１０９のカウント動作が停止して、一定値以上のアングルクロックの発生を防止する。
【００２７】
このように生成したアングルクロックが図３の点火用角度カウンタ１１０に送られ、カウンタ１１０はアングルクロックにてカウントアップする（図４参照）。よって、カウンタ１１０が角度タイマとして機能する。そして、角度タイマとしてのカウンタ１１０のカウント値に基づいてコンペアレジスタを用いて点火制御がクランク角同期にて行われる。つまり、点火用角度カウンタ１１０により点火制御をクランク角同期でハード制御することができる。このように、所定の角度間隔で逓倍信号（逓倍クロック）を生成してエンジン回転と同期をとるシステムとすることで、角度から時間への変換のための演算を不要にでき、処理負荷の低減及び精度向上（ｎ＝３２ならばＬＳＢ＝０．１８７５°ＣＡ）を図ることができることとなる。
【００２８】
また、図２においてクランク信号の表欠け歯側がシステム初期化場所である。このシステム初期化位置は第４気筒のＢＴＤＣ６°ＣＡの位置であり、この位置で追従カウンタ１０９のカウント値が１サイクルガード値に到達すると同カウンタ１０９が初期化される。そして、この初期化に伴い点火用角度カウンタ１１０に対してリセット信号が送られ、このリセット信号で点火用角度カウンタ１１０が初期化されて同期がとられる。
【００２９】
図３のイベントカウンタ１０６はクランク信号のパルスでの立ち下がりエッジでカウントアップするとともに同エッジを６個入力する毎に（３６°ＣＡ毎に）角度周期割り込み信号を出力する。ＣＰＵ１１はイベントカウンタ１０６のカウント値（エッジ入力数）からクランク信号の欠け歯位置を検出する。なお、イベントカウンタ１０６のカウント値はエンジン１サイクル（７２０°ＣＡ）で初期化される。
【００３０】
図５に、点火用角度カウンタ１１０で点火出力を制御するためのタイムチャートを示す。この点火出力の制御はＣＰＵ１１を含むマイコン１０により行われる。
【００３１】
まず、図５のｔ１で示す所定の３６°ＣＡ周期割り込みで通電開始時期と点火時期と通電ガード値をセットする。詳しくは、点火出力を実施したい時期より所定の角度前で（３６°ＣＡ周期の割り込みで）、ＣＰＵ１１により演算した通電開始時期と点火時期の７２０°ＣＡ間での絶対角度位置を通電開始時期設定レジスタと点火時期設定レジスタに設定し、さらに、ダウンカウンタの初期値として通電ガード値を設定しておく。そして、角度タイマ（角度カウンタ１１０）と通電開始時期設定レジスタの値が一致した時に（図５のｔ２のタイミング）、ダウンカウンタがスタートして点火出力ポート（図１のＰ１，Ｐ２等）がオンして通電が開始される。
【００３２】
その後、図５のｔ３のタイミングにて、角度タイマ（角度カウンタ１１０）が点火時期設定レジスタの値と一致するとダウンカウンタが「０」にリセットされて点火出力ポートがオフして点火する。なお、点火時期が通電ガード値より大きく設定された場合には、ダウンカウンタが「０」となることにより点火出力がオフする。
【００３３】
このように、ＣＰＵ１１は点火通電信号の通電開始角度位置及び通電遮断角度位置を設定するとともに、マイコン１０が点火用角度カウンタ１１０のカウント値と通電開始角度位置及び通電遮断角度位置とを比較して、その比較結果に応じて点火通電信号を出力する。
【００３４】
また、図１の出力回路２０，３０は、トランジスタＴｒ１と抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４とコンデンサＣ１とからなる。入力フィルタ回路８０は抵抗Ｒ５，Ｒ６とコンデンサＣ２，Ｃ３とからなる。
【００３５】
図１のイグナイタ２において、ＥＣＵ１からの第１気筒用点火通電信号ラインには駆動回路２０１を介してトランジスタＴｒ１０が接続され、トランジスタＴｒ１０のコレクタ端子にはポートＰ１１を介して第１気筒用のイグニッションコイルが接続されている。同様に、第２気筒用点火通電信号ラインには駆動回路２０２を介してトランジスタＴｒ１１が接続され、トランジスタＴｒ１１のコレクタ端子にはポートＰ１２を介して第２気筒用のイグニッションコイルが接続されている。そして、ＥＣＵ１からの点火通電信号によるトランジスタＴｒ１０，Ｔｒ１１のオンにてイグニッションコイルが通電され、点火が行われる。
【００３６】
また、各トランジスタＴｒ１０，Ｔｒ１１は電流検出抵抗Ｒ１０を介して接地され、抵抗Ｒ１０の両端子間には各トランジスタＴｒ１０，Ｔｒ１１に流れる電流に対応した電圧が発生する。イグナイタ２に設けられた点火モニタ回路２１０は、抵抗Ｒ１０の端子間に発生する電圧を入力して点火確認信号ＩＧＦをＥＣＵ１に送る。より詳しくは、図１の点火モニタ回路２１０は、図６に示すように、点火通電信号ＩＧＴがオンして通電を開始し、イグナイタ２で電流が２アンペアに到達すると、点火確認信号ＩＧＦを立ち上げるとともに、点火通電信号ＩＧＴがオフして通電が終了すると同時に点火確認信号ＩＧＦをオフする。ＣＰＵ１１は、図７に示すように、イグナイタ２から帰って来る点火確認信号ＩＧＦを各気筒の所定の角度位置（図７のｔ１０，…，ｔ１５のタイミング）でラッチしてモニタフラグを操作する。その後、各気筒での点火が必ず終了するタイミング（ＡＴＤＣ６６°ＣＡ）にてモニタフラグからフェイル判定フラグを操作する。つまり、点火のための通電動作が実行されなかった時には点火確認信号ＩＧＦが無く（レベルが立ち下がらず）、モニタフラグも立ち下がらないのでフェイル判定フラグがオンする。このようにして点火出力の異常判定が実施される。そして、点火確認信号がＥＣＵ１に入力されず連続して数回点火されなかった場合には、燃料噴射を停止させ、触媒温度の異常上昇を防止する。
【００３７】
なお、図６では点火通電信号ＩＧＴのオフで点火確認信号ＩＧＦをオフ制御するシステムを示したが、この他にも、点火確認信号ＩＧＦのオフを電流が４アンペアに到達した時に行うシステムに適用してもよい。また、図７では前気筒の点火確認信号ＩＧＦの有無の確認を角度位置で行うシステムを示したが、この他にも、次気筒の通電開始で行う場合に適用してもよい。
【００３８】
一方、図１のイグナイタ２の点火モニタ回路２１０からの点火確認信号ＩＧＦは１本のラインＬ１を介してＥＣＵ１の入力フィルタ回路８０と入力ＩＣ７０を通してマイコン１０の入力ポートＰ１００に送られる。このように、ＥＣＵ１はイグナイタ２に対し点火通電信号ＩＧＴを各気筒独立に出力するとともに、イグナイタ２において点火通電信号ＩＧＴに対応した点火確認信号ＩＧＦを共通のラインＬ１で受信する。
【００３９】
次に、このように構成したエンジンの点火時期制御装置の作用を説明する。
図７には、点火出力の通電が重ならない場合を示したが、図８には、点火出力の通電が重なった時を示す。図８では第３気筒での点火通電信号ＩＧＴ３がまだ通電中において第１気筒での点火通電信号ＩＧＴ１が通電開始しており、Ｔ１０の期間がオーバーラップしている。図８のように複数気筒の点火通電期間が重なると、図中破線で示す点火確認信号（ＳＧ１）が抜けてしまい、その結果、モニタフラグ（ＳＧ１’）が現れなくなる。つまり、点火確認信号ＩＧＦは各気筒の信号を単純にオアで取り込んでいるのでモニタフラグでラッチができなくなり、第３気筒での判定タイミングｔ１３でモニタフラグ（ＳＧ１’）が無いため、フェイル判定フラグがオンする。即ち、点火確認信号ＩＧＦからフェイルと判定してしまい、ダイアグ機能を有するシステムにおいて誤検出してしまう。
【００４０】
このように、点火通電がオーバーラップした時は点火確認信号ＩＧＦからフェイルと誤検出してしまうので、この誤検出を防止するために、点火通電がオーバーラップする時は異常検出を禁止する。
【００４１】
そのために、実際の点火動作がオーバーラップすることを判定する必要がある。点火動作のオーバーラップを判定する場合、各気筒の演算結果が重なっていれば、当然オーバーラップと判定するが、マイコン１０の出力ポート（図１のＰ１，Ｐ２等）での状態と実際の点火動作がＥＣＵ１の出力回路２０，３０やイグナイタ内部の回路２０１，２０２の影響等のハード的要因により異なる。そのため、演算上は重ならない場合でも、これらの遅れを考慮した不感帯を設けて判定している。
【００４２】
以下、詳しく説明する。
図９に、点火出力の遅れを表すタイミングチャートを示す。図９には、第１気筒での点火通電信号ＩＧＴ１、そのコネクタ（ＥＣＵ出力ポート）での電位、第２気筒での点火通電信号ＩＧＴ２、そのコネクタでの電位、点火確認信号ＩＧＦ、ＣＰＵ１１の取り込み電圧を示す。つまり、図１においてマイコン１０のポート（Ｐ１，Ｐ２等）から点火通電信号ＩＧＴが出力され、出力回路２０，３０→コネクタ→イグナイタ２の駆動回路２０１，２０２→トランジスタＴｒ１０，Ｔｒ１１→点火モニタ回路２１０→入力フィルタ回路８０→入力ＩＣ７０→マイコンポートＰ１００→ＣＰＵ１１へと取り込まれるときの信号の遅れを示す。この図９において入力ＩＣ７０にて入力信号がしきい値と比較されてパルス波となってマイコンポートＰ１００に送られる。
【００４３】
図９のＴ１は、第１気筒での点火通電信号ＩＧＴ１がＣＰＵ１１でオフしてからＣＰＵ１１が取り込んだ点火確認信号ＩＧＦが立ち上がるまでの遅れ時間である。また、Ｔ２は第２気筒での点火通電信号ＩＧＴ２がＣＰＵ１１でオンしてからＣＰＵ１１が取り込んだ点火確認信号ＩＧＦがオンするまでの時間である。
【００４４】
ここで、第１気筒での点火通電信号ＩＧＴ１がオフしてから第２気筒での点火通電信号ＩＧＴ２がオンするまでの最大遅れ時間をＴd とすると、Ｔd の最大値はＴ１−Ｔ２であり、Ｔ２は最悪を考えて「０」とする。よって、Ｔ１の最大値が最大遅れ時間となる。Ｔ１の最大値は、点火通電信号ＩＧＴの出力回路２０，３０での遅延時間と、イグナイタ２の内部回路２０１，２０２での遅延時間と、点火確認信号ＩＧＦの入力フィルタ回路８０のフィルタ時間と、入力ＩＣ７０でのスルー入力遅延時間と、マイコン１０でのＩＧＦ信号取り込み時間で決まる。そのため、前気筒のオフからＴ１の最大時間を点火オーバーラップ判定の不感帯とする。
【００４５】
図１０，１１，１２に、点火通電オーバーラップ判定方法を示す。図１０には相前後する点火通電信号ＩＧＴ（ｎ−１）とＩＧＴ（ｎ）とが重ならない場合を示すとともに、図１１には点火通電信号ＩＧＴ（ｎ−１）とＩＧＴ（ｎ）とが重なった場合を示す。図１２のごとく、オーバーラップ判定の際には、角度タイマとの一致で点火出力させる通電開始時期値と点火時期値を用い、ｎ気筒通電開始時期値と（ｎ−１）気筒点火時期値の角度差を判定値として用いて判定を行う。
【００４６】
なお、角度カウンタの折り返し場所を考慮して、ｎ気筒通電開始時期値から（ｎ−１）気筒点火時期値の減算値（角度差）が負になった時は角度カウンタの１サイクル値で補正する。
【００４７】
図１１に示すように、（ｎ−１）気筒の通電時期とｎ気筒の通電時期がオーバーラップしている時は、ｎ気筒通電開始時期値と（ｎ−１）気筒点火時期値の角度差は負の値となる（演算結果が負となる）。この場合はオーバーラップ判定フラグがオンとなる。また、（ｎ−１）気筒の通電時期とｎ気筒の通電時期が重ならず、かつ、ｎ気筒通電開始時期値から（ｎ−１）気筒点火時期値の引き算結果が非常に小さく不感帯に入った場合もオーバーラップと判定する。つまり、ハードの要因で点火通電がオーバーラップすると判定する。一方、図１０に示すように、（ｎ−１）気筒の通電時期とｎ気筒の通電時期が十分に離れていた場合にはオーバーラップ判定フラグはオフのままである。
【００４８】
ここで、不感帯に入っているか否かを決定するための比較値は、その時のエンジン回転数から求める。詳しくは、上述の最大遅れ時間は角度に変換して比較する必要から、予め回転数に応じた比較値をマップデータとして記憶しておき、その時の回転数に対応する比較値を算出する。この比較値はエンジン回転数が高いほど小さくなる。
【００４９】
なお、比較値は最大遅れ時間Ｔd を最高回転数で角度換算した値（固定値）としてもよい。つまり、固定値にする際、ハード構成による応答遅れを角度値に換算する場合、最高回転数で角度換算した値にすれば、低回転の時の比較値は時間で考えると最大遅れ時間より長い時間になるので、実用上の不具合は発生しない。また、本例ではトラクション制御時等の強制失火等の要求を受けて点火をカットする場合は、通電開始時期値と点火時期値を、点火が終了しているＡＴＤＣ３０°ＣＡにあたる絶対角度位置に設定するシステム構成としている。よって、ｎ気筒の通電開始時期と点火時期が一致していたら、ｎ気筒の通電がカットされたと判断してオーバーラップしていないと判定する。
【００５０】
オーバーラップの判定を行う場所は、所定の気筒ｎに対するその前の気筒（ｎ−１）での点火が必ず終了する場所である。本実施形態は角度制御で点火出力しているため、通電開始時期値と点火時期値は絶対角度でストアされている。また、点火が終了したら、安全のため一旦点火しない角度にストア値を変更する（初期化）しており、そのため点火終了位置後の初期化前に判定する。その結果、この場所に該当する角度周期割り込みでオーバーラップ判定を行うことで、新たに毎通電開始や毎点火時期で割込みを発生させて判定する必要がないので処理負荷の増大を防ぐことができる。さらに、点火をカットする場合にも初期化しており、そのため、この場所で判定すれば確実に判定できる。なお、ＩＧＦ検出仕様的に制限がある場合において判定を行う場所を、通電開始あるいは通電終了割り込みにしても本実施形態の判定ロジックで判定できる。
【００５１】
図１１においてはｔ２０のタイミングでオーバーラップ判定を行っており、この位置は（ｎ−１）気筒の最遅角位置後のＡＴＤＣ３０°ＣＡである。また、オーバーラップ判定フラグはＩＧＦフェイル判定を実施したらすぐオフすることで、一つの判定フラグで複数の気筒の判定を行うことができ、メモリの増加を防ぐことができる。図１１においては、ｔ２１のタイミングでオーバーラップ判定フラグをオフにしており、この位置はＡＴＤＣ６６°ＣＡである。
【００５２】
図１３は、点火通電のオーバーラップ判定のフローチャートであり、この図１３を用いて詳細を説明する。
３６°ＣＡ毎の角度周期割り込みにおいて、ＣＰＵ１１はステップ１００で各気筒のＡＴＤＣ３０°ＣＡ位置か否か判定し、各気筒のＡＴＤＣ３０°ＣＡ位置の時にはステップ１０１以降のオーバーラップ判定を実施する。
【００５３】
まず、ＣＰＵ１１はステップ１０１で、（ｎ−１）気筒の通電開始時期（角度）および点火時期（角度）を取得し、ステップ１０２で、ｎ気筒の通電開始時期を取得する。そして、ＣＰＵ１１はステップ１０３で、（ｎ−１）気筒の通電開始時期と点火時期が同じ設定値であるか否か判定し、同じ設定値である時は（ｎ−１）気筒の点火がカットされておりオーバーラップしていないと判断して処理を終了する。また、ＣＰＵ１１はステップ１０３において同じ設定値でない時には、ステップ１０４に移行してｎ気筒の通電開始時期から（ｎ−１）気筒の点火時期を引いてオーバーラップ判定値を算出する。
【００５４】
角度カウンタは１サイクル７２０°ＣＡのリングカウンタなので、ＣＰＵ１１はステップ１０４での引き算結果が負の時はステップ１０５で７２０°ＣＡ分を足してカウンタの折り返し位置の補正を行う。さらに、ＣＰＵ１１はステップ１０６で、オーバーラップ判定値が負、または、「０」と所定値（比較値）ΔＴとの間にあるか否か判定する。この条件を満たすと、回路の応答遅れを含めて通電がオーバーラップする可能性があることになる。つまり、相前後する点火通電信号（通電期間）が重なる又は所定期間幅以内に近接しており、オーバーラップする可能性がある。換言すると、オーバーラップ判定値がその時の回転数での最大遅れ時間Ｔd の角度換算値よりも大きいと、オーバーラップしないと判定する。
【００５５】
ＣＰＵ１１はステップ１０６において上述した条件を満たすと、ステップ１０７に移行してオーバーラップ判定フラグをオンする（図１１のｔ２０のタイミング）。また、ＣＰＵ１１はステップ１０６において上述した条件を満たさないと、オーバーラップではないとして終了する。
【００５６】
一方、ＣＰＵ１１はステップ１０８で、ＡＴＤＣ６６°ＣＡであるか否か判定してＡＴＤＣ６６°ＣＡである時には、ステップ１０９に移行してオーバーラップ判定フラグがオンか否か判定する。そして、オーバーラップ判定フラグがオフであれば、ＣＰＵ１１はステップ１１０に移行して点火確認信号ＩＧＦのフェイル判定を実施する。また、ＣＰＵ１１はステップ１０９においてオーバーラップ判定フラグがオンならばステップ１１０のＩＧＦフェイル判定は行わず、ステップ１１１に移行して次気筒の判定のためにオーバーラップ判定フラグをオフする（図１１のｔ２１のタイミング）。
【００５７】
このように、本実施の形態は下記の特徴を有する。
（イ）ＣＰＵ１１は図１３の処理を実行することにより、相前後する点火通電信号が重なる又は所定期間幅以内に近接しているか否か判断して（ステップ１００〜１０６）、重なる時又は所定期間幅以内に近接している時は、オーバーラップ判定フラグをオンして（ステップ１０７）、点火確認信号ＩＧＦに基づく点火出力の異常判定を禁止（キャンセル）する（ステップ１０８〜１１１、詳しくはオーバーラップ判定フラグ・オン時にステップ１１０を迂回する）。つまり、点火通電オーバーラップ可能な点火出力システムに対して、単にマイコン１０での各気筒の出力状態だけで判定せずに、実際の通電がオーバーラップすることを点火出力回路２０，３０やイグナイタ回路２０１，２０２の応答遅れを考慮して判定することで、ＣＰＵ演算値やポート出力状態がオーバーラップになっていなくても実際の通電がオーバーラップしている場合も確実に判定できる。
【００５８】
このようにして、各気筒独立に点火通電信号を出力するとともに共通ラインにて点火確認信号ＩＧＦを受信するシステムにおいて、点火確認を確実に行うことができることとなる。
（ロ）相前後する点火通電信号が所定期間幅以内に近接していることを示す不感帯は、少なくとも入出力回路２０，３０とイグナイタの内部回路２０１，２０２の応答遅れを含むものであるので、実用上好ましい。
（ハ）相前後する点火通電信号が重なる又は所定期間幅以内に近接していることの判定を、所定の気筒での通電開始時期とその前の点火対象気筒の点火時期の差により行うようにしたので、実用上好ましい。
（ニ）相前後する点火通電信号が重なる又は所定期間幅以内に近接していることの判定タイミングを、前の点火対象気筒での点火が必ず終了するタイミング（具体的には各気筒のＡＴＤＣ３０°ＣＡ）としたので、実用上好ましい。
（ホ）ハードクランク１００（少なくとも、パルス間隔計測手段としてのエッジ時間計測カウンタ１０３、逓倍信号生成手段としての逓倍カウンタ１０５、逓倍クロック（逓倍信号）に基づいてカウント動作する点火用角度カウンタ１１０）を用いて、設定手段としてのＣＰＵ１１が求めた通電開始位置及び通電遮断位置（点火時期）を、点火通電信号出力手段を含むマイコン１０にて点火用角度カウンタ１１０のカウント値と比較して点火通電信号を出力する構成とした。よって、所定の角度間隔で逓倍クロック（逓倍信号）を生成してエンジン回転と同期をとるシステムとすることで、角度から時間への変換のための演算を不要にでき、処理負荷の低減を図ることができるとともに、クランク角度にて点火通電信号（通電開始時期と点火時期）が設定できるので車両の加減速による影響もほとんど受けること無く高精度な点火制御及びより確実な点火確認を行うことができる。
【００５９】
これまでの説明では点火制御を角度カウンタとの角度一致でハード点火するシステムで説明したが、時間タイマを用いた点火制御でもオーバーラップ判定することが可能である。この時間タイマで点火する場合は、現在の時刻から通電開始や点火をしたい場所までの角度を時間換算して点火するため、各気筒の点火角度の絶対位置がわからないため、オーバーラップ判定の方法として、まずＴＤＣからの相対角度を７２０°ＣＡ間での絶対角度に変換して比較する方法が考えられるが、この方法の場合、出力は時間で制御するため、加減速時は角度で演算した点火と実際の点火に誤差が生じるので、比較値（不感帯の判定）は回路定数に加減速分を考慮して、大きめの値に設定する。より具体的には、回転数の履歴をとり、回転数の傾向（回転数の変化）から、回転数が変化しない場合の比較値に対し補正を加えるようにする。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施の形態におけるエンジンの点火時期制御装置の構成図。
【図２】  エンジン１サイクル分（７２０°ＣＡ）のタイムチャート。
【図３】  ハードクランクの構成図。
【図４】  ハードクランクによるアングルクロックの生成を説明するためのタイムチャート。
【図５】  角度カウンタとダウンカウンタと点火出力を説明するためのタイムチャート。
【図６】  点火確認信号の生成を説明するためのタイムチャート。
【図７】  点火確認信号のモニタを説明するためのタイムチャート。
【図８】  点火出力オーバーラップ時の点火確認信号のモニタを説明するためのタイムチャート。
【図９】  信号の遅れを説明するためのタイムチャート。
【図１０】  オーバーラップ判定方法を説明するためのタイムチャート。
【図１１】  オーバーラップ判定方法を説明するためのタイムチャート。
【図１２】  オーバーラップ判定方法を説明するためのタイムチャート。
【図１３】  作用を説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
１…エンジン制御ＥＣＵ、１０…マイコン、１１…ＣＰＵ、１６…タイマモジュール、１００…ハードクランク、１０３…エッジ時間計測カウンタ、１０４…逓倍レジスタ、１０５…逓倍カウンタ、１０８…基準レジスタ、１０９…追従カウンタ、１１０…点火用角度カウンタ。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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