JP2003293922A - 内燃機関用点火装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】機関の極低速時に点火時期が過進角して機関の
動作が不安定になったり機関が停止したりするのを防止
する。 【解決手段】パルサ２が、点火時期の計測の基準位置を
与える第１のパルス信号Ｖs1を発生した時に、このパル
ス信号の発生周期Ｔｎを読み込んで、このパルスの発生
周期Ｔｎを設定値Ｔn1と比較することにより、機関の現
在の回転速度が設定速度を超えているか否かを判定す
る。この判定の結果、回転速度が設定速動以下であると
判定された時には、予め定めた固定の点火時期に点火を
行わせ、回転速度が設定速度を超えていると判定された
時には、点火時期演算手段５により演算され、点火時期
補正手段６により補正された点火時期に点火を行わせ
る。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロコンピュ
ータを用いて機関の点火時期を制御する内燃機関用点火
装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】マイクロコンピュータにより点火時期を
制御する内燃機関用点火装置は、点火信号が与えられた
時に点火用の高電圧を発生する点火回路と、内燃機関の
クランク軸の回転角度位置が該機関の低速時の点火時期
に相当する回転角度位置よりも一定角度進角した位置に
設定された基準位置θ3 に一致したときに第１のパルス
信号Ｖs1を発生し、内燃機関の回転角度位置が低速時の
点火時期に相当する回転角度位置（点火位置）θ1 に一
致したときに第２のパルス信号Ｖs2を発生するパルサ
と、パルサが第１のパルス信号Ｖs1を発生する周期（ク
ランク軸が１回転するのに要する時間）を計測するパル
ス発生周期計測手段と、パルス発生周期計測手段により
計測された第１のパルス信号Ｖs1の発生周期から内燃機
関の回転速度を演算する回転速度演算手段及びこの回転
速度演算手段により演算された回転速度に対して内燃機
関の点火時期を演算する点火時期演算手段を有する主制
御手段と、パルサが第１のパルス信号Ｖs1を発生した時
に上記パルス発生周期計測手段により計測された第１の
パルス信号Ｖs1の発生周期を読み込むパルス発生周期読
み込み手段及びパルサが第１のパルス信号Ｖs2を発生し
た時に点火タイマに点火時期計測用の計測値をセットし
て該点火タイマに点火時期の計測を開始させる点火タイ
マセット手段を有するパルサ割込み制御手段と、点火タ
イマが点火時期の計測を完了した時またはパルサが第２
のパルス信号を発生した時に点火回路に点火信号を与え
る点火信号供給手段とを備えている。 【０００３】従来のこの種の点火装置においては、パル
サが発生する第１のパルス信号の発生周期をＣＰＵによ
り計測することにより機関のクランク軸が１回転するの
に要する時間Ｔｎを計測して、この計測値Ｔｎから機関
の回転速度Ｎを演算し、演算した回転速度に対して例え
ば図５に示すように点火時期θを変化させている。 【０００４】即ち、演算された回転速度Ｎがアイドリン
グ回転速度Ｎ2 よりも低い始動完了速度にほぼ等しく設
定された設定速度Ｎ1 以下であるときには、パルサが機
関の上死点付近に設定された始動時及び極低速時の点火
時期に相当する回転角度位置（点火位置）θ1 で第２の
パルス信号を発生した時に点火回路に点火信号を与えて
点火動作を行わせる。 【０００５】演算された回転速度Ｎが始動完了速度にほ
ぼ等しい設定速度Ｎ1 を超え、進角開始回転速度Ｎ3 未
満であるときには、アイドリング回転速度Ｎ2 を維持す
るために適した点火位置θ2 （θ1 とθ3 との間の位
置）をＣＰＵにより演算して、この点火位置θ2 で点火
回路に点火信号を与えて点火動作を行わせる。 【０００６】また回転速度Ｎが進角開始回転速度Ｎ3 以
上になったときには、アイドリング時の点火位置θ2 よ
りも進角した位置で機関を点火するように、点火位置を
回転速度Ｎの上昇に伴って進角させる。 【０００７】図５はあくまでも一例を示したものである
が、この例では、始動時の点火位置θ1 が上死点ＴＤＣ
よりも機械角で８°進角した位置に設定され、アイドリ
ング付近の点火位置θ2 は上死点ＴＤＣよりも機械角で
１４°進角した位置に設定されている。またパルサが第
１のパルス信号を発生する位置（基準位置）θ3 と第２
のパルサ信号を発生する始動時の点火位置θ1 との間の
角度は３０°であり、第１のパルス信号の発生位置θ3
は上死点前３８°の位置に設定されている。また設定速
度Ｎ1 、アイドリング速度Ｎ2 及び進角開始回転速度Ｎ
3 はそれぞれ、Ｎ1 ＝１０００［ｒｐｍ］，Ｎ2 ＝１５
００［ｒｐｍ］，Ｎ3 ＝２５００［ｒｐｍ］である。 【０００８】図５において、Ｎ≦Ｎ1 の領域はパルサが
発生する第２のパルス信号の発生位置により決まる固定
の点火位置で点火が行われる領域であり、Ｎ＞Ｎ1 の領
域はＣＰＵにより演算された点火位置で点火が行われる
領域である。本明細書では、常に固定の点火位置θ1 で
点火が行われるＮ≦Ｎ1 の領域を固定点火領域と呼び、
点火位置が演算により決められるＮ＞Ｎ1 の領域を演算
点火領域と呼ぶ。 【０００９】上記のように、マイクロコンピュータを用
いて点火時期を制御するようにした従来の内燃機関用点
火装置においては、図８及び図９のようなアルゴリズム
により点火時期を制御していた。図８はマイクロコンピ
ュータが実行するプログラムのメインルーチンを示し、
図９はパルサが第１のパルス信号を発生する毎に実行さ
れるパルサ割込みルーチンを示している。 【００１０】このアルゴリズムに従う場合には、ＣＰＵ
の電源が確立した後、先ず図８のステップ１において各
部をイニシャライズし、割込みを許可した後、ステップ
２において、パルサが発生する第１のパルス信号の発生
周期に相当する時間（回転速度計測時間）Ｔｎを回転速
度Ｎに換算する。この回転速度計測時間Ｔｎは、機関の
クランク軸が１回転するのに要する時間であり、パルサ
が第１のパルス信号を発生する毎に実行される図９のパ
ルサ割込みルーチンのステップ１で読み込まれる。 【００１１】図８のステップ２において回転速度Ｎを演
算した後、同図のステップ３において、演算された回転
速度Ｎにおける点火時期を演算する。この点火時期は、
第１のパルス信号が発生する位置である基準位置θ3 か
ら点火時期に相当する回転角度位置（点火位置）θｉま
で機関のクランク軸が回転するのに要する時間（点火時
期計測用タイマ時間と呼ぶ。）の形で演算される。 【００１２】点火時期を演算した後、図８のステップ４
において回転速度Ｎが始動完了速度Ｎ1 を超えているか
否かを判定し、回転速度Ｎが始動完了速度Ｎ1 を超えて
いるときには、ステップ５において回転速度が演算点火
領域にあると判定し、ステップ６において他の必要な演
算処理を行わせた後、ステップ２に戻る。ステップ４に
おいて回転速度４が始動完了速度Ｎ1 以下であると判定
されたときには、ステップ７において回転速度が固定点
火領域にあると判定した後ステップ６に移行する。 【００１３】パルサが第１のパルス信号を発生する毎に
図９の割り込みルーチンが実行される。この割込みルー
チンでは先ずステップ１においてパルス発生周期計測手
段を構成するタイマが計測している時間Ｔｎ（第１のパ
ルス信号の発生周期）をロードし、次いでステップ２に
おいて、メインルーチンで回転速度Ｎが演算点火領域に
あると判定されているか否かを確認する。その結果、メ
インルーチンにおいて演算点火領域にあると判定されて
いるときには、ステップ３に進んで、点火タイマ（クロ
ックパルスをカウントすることにより計時動作を行って
点火時期を計測するタイマ）に点火時期計測用タイマ時
間をセットして該点火タイマによる計時動作を開始させ
る。その後更に他の処理が必要な場合には、ステップ４
でその処理を行った後メインルーチンに戻る。 【００１４】図９のステップ２において、メインルーチ
ンで回転速度が固定点火領域にあると判定されているこ
とが確認されたときには、点火タイマをセットすること
なくステップ４に移行する。 【００１５】図８のメインルーチンにおいて機関の回転
速度が演算点火領域にあると判定されている状態で、図
９のステップ３が実行されて点火タイマがセットされた
ときには、該点火タイマが点火時期計測用タイマ時間の
計測を完了した時に点火回路に点火信号が与えられ、演
算された点火時期に点火が行われる。 【００１６】またメインルーチンで回転速度が固定点火
領域にあると判定され、図９のステップ３が実行されな
いときには、パルサが固定点火位置θ1 で第２のパルス
信号を発生した時に点火回路に点火信号が与えられて点
火動作が行われる。 【００１７】この例では、図８のステップ２により回転
速度演算手段が、またステップ３により点火時期演算手
段がそれぞれ実現され、これらの手段を実現するメイン
ルーチンにより主制御手段が構成される。また図９のス
テップ１により、パルス発生周期読み込み手段が、また
ステップ３により点火タイマセット手段がそれぞれ実現
され、これらの手段を実現する図９の割込みルーチンに
より、割込み制御手段が構成される。 【００１８】 【発明が解決しようとする課題】上記のように、マイク
ロコンピュータにより点火時期を制御するようにした従
来の点火装置では、各点火サイクルにおいて回転速度が
固定点火領域にあるか、演算点火領域にあるかの判定
（回転速度領域の判定）をメインルーチンで行っていた
ため、同判定を各点火サイクルのパルサ割込みルーチン
で取り込んだ最新の回転速度計測時間を用いて行うこと
ができず、前回の点火サイクルのパルサ割込みルーチン
で取り込んだ１回転前の回転速度計測時間Ｔｎを用いて
行わざるを得なかった。 【００１９】そのため、点火サイクル毎の回転速度変動
が大きい機関の低速時に、各点火サイクルにおける回転
速度領域の判定を正確に行うことができないことがあ
り、機関の点火時期が適正な時期から大きくずれること
があった。 【００２０】特に、機関の極低速時に、或点火サイクル
において、機関の回転速度が固定点火領域にあるにも拘
らず、１回転前に取り込んだ回転速度計測時間Ｔｎに基
づいてメインルーチンで行われた回転速度領域の判定結
果が演算点火領域である場合には、その点火サイクルに
おける点火時期が正規の時期（固定点火位置）よりも進
角してしまうため、機関の回転が不安定になったり、機
関が停止したりすることがあった。 【００２１】本発明の目的は、点火サイクル毎の回転速
度変動が大きい機関の低速時に、回転速度領域の判定
を、最新の回転速度計測時間を用いて正確に行うことが
できるようにして、点火時期の過進角を防ぎ、機関を安
定に動作させることができるようにした内燃機関用点火
装置を提供することにある。 【００２２】 【課題を解決するための手段】本発明は、点火信号が与
えられた時に点火用の高電圧を発生する点火回路と、内
燃機関の回転角度位置が該機関の低速時の点火時期に相
当する回転角度位置よりも一定角度進角した位置に設定
された基準位置に一致したときに第１のパルス信号を発
生し、内燃機関の回転角度位置が低速時の点火時期に相
当する回転角度位置に一致したときに第２のパルス信号
を発生するパルサと、パルサが第１のパルス信号を発生
する周期を計測するパルス発生周期計測手段と、パルス
発生周期計測手段により計測された第１のパルス信号の
発生周期から内燃機関の回転速度を演算する回転速度演
算手段及びこの回転速度演算手段により演算された回転
速度に対して内燃機関の点火時期を演算する点火時期演
算手段を有する主制御手段と、パルサが第１のパルス信
号を発生した時にパルス発生周期計測手段により計測さ
れた第１のパルス信号の発生周期を読み込むパルス発生
周期読み込み手段及びパルサが第１のパルス信号を発生
した時に点火タイマに点火時期を計測するための計測値
をセットして該点火タイマに点火時期の計測を開始させ
る点火タイマセット手段を有するパルサ割込み制御手段
と、点火タイマが点火時期の計測を完了した時または第
２のパルス信号が発生した時に点火回路に点火信号を与
える点火信号供給手段とを備えた内燃機関用点火装置を
対象とする。 【００２３】本発明においては、上記パルス発生周期読
み込み手段が第１のパルス信号の発生周期を読み込んだ
直後に今回読み込まれた第１のパルス信号の発生周期を
設定値と比較して今回読み込まれた第１のパルス信号の
発生周期が設定値未満の時に内燃機関の回転速度が設定
値を超えたと判定する回転速度判定手段をパルサ割込み
制御手段に設ける。 【００２４】また、点火タイマセット手段は、上記回転
速度判定手段により内燃機関の回転速度が設定値を超え
ていると判定されたときにのみ点火タイマに点火時期の
計測を開始させるように構成される。 【００２５】更に、主制御手段には、第１のパルス信号
が発生してから点火タイマがセットされるまでに要する
時間の存在に起因する点火時期の遅れを無くすように点
火時期演算手段が演算した点火時期を補正する点火時期
補正手段を設けておく。 【００２６】上記のように構成すると、各点火サイクル
においてパルサが第１のパルス信号を発生する毎に回転
速度領域の判定を行って、その判定結果に応じて、固定
点火または演算点火を行わせることができるため、固定
点火を行うべき機関の極低速時に過進角した位置で演算
点火が行われて機関の動作が不安定になったり、機関が
停止したりするのを防ぐことができる。 【００２７】また上記のように、第１のパルサ信号が発
生した時に回転速度領域の判定処理を行うと、この判定
処理を行うのに要する時間に相当する分だけ点火タイマ
のセットが遅れるが、本発明では、回転速度判定手段が
判定を行うのに要する時間の存在に起因する点火時期の
遅れを無くすように、回転速度に対して演算した点火時
期を補正する点火時期補正手段を主制御部に設けたの
で、点火タイマをセットする前に回転速度領域の判定を
行わせたことにより点火時期が正規の点火時期から遅れ
るのを防ぐことができる。 【００２８】 【発明の実施の形態】以下図１ないし図７を参照して本
発明の実施の一形態を説明する。図１は本発明に係わる
内燃機関用点火装置の構成例を示したブロック図、図２
は図１の点火装置で用いる点火回路の構成例を示した回
路図、図３は同点火装置で用いるパルサが発生するパル
ス信号の波形の一例を示した波形図、図４は図１の点火
装置で用いる点火回路のコンデンサの端子電圧の波形と
パルサの出力波形との一例を示した波形図、図５は本発
明が対象とする内燃機関用点火装置により得られる点火
特性の一例を示した線図である。また図６及び図７はそ
れぞれ本発明の実施形態においてマイクロコンピュータ
が実行するプログラムのメインルーチンのアルゴリズム
及びパルサ割込みルーチンのアルゴリズムの一例を示し
たフローチャートである。 【００２９】図１において、１は点火回路、２はパル
サ、３はパルス発生周期計測手段、４及び５はそれぞれ
回転速度演算手段及び点火時期演算手段、６は点火時期
補正手段である。また７はパルス発生周期読み込み手
段、８は回転速度判定手段、９は点火タイマセット手
段、１０は点火タイマ、１１は点火信号供給手段であ
る。 【００３０】各部の構成を説明すると、点火回路１は、
点火信号が与えられた時に点火用の高電圧を発生する回
路で、この点火回路としては、コンデンサ放電式の回路
や、電流遮断式の回路を用いることができる。本実施形
態では、点火回路１としてコンデンサ放電式の点火回路
を用いるものとする。 【００３１】コンデンサ放電式の点火回路は、一般に、
点火コイルと、点火コイルの一次側に設けられて点火電
源の出力により一方の極性に充電される点火用コンデン
サと、点火信号が与えられたときに導通して点火用コン
デンサに蓄積された電荷を点火コイルの一次コイルを通
して放電させるように設けられた放電用スイッチと、放
電用スイッチに点火信号を与える点火時期制御部とによ
り構成される。 【００３２】コンデンサ放電式の点火回路１の一例を図
２に示した。図２において、ＩＧは一次コイルｗ1 及び
二次コイルｗ2 を有する点火コイルで、図示の例では一
次コイルｗ1 及び二次コイルｗ2 の一端が接地されてい
る。点火コイルの一次コイルｗ1 の他端に点火用コンデ
ンサＣi の一端が接続され、コンデンサＣi の他端と接
地間に放電用スイッチを構成するサイリスタＴhiがその
カソードを接地側に向けた状態で接続されている。コン
デンサＣi の他端はまたカソードを該コンデンサ側に向
けたダイオードＤ1 を通して点火電源ＰＳの出力端子に
接続され、点火コイルの一次コイルｗ1 の両端には、カ
ソードを接地側に向けたダイオードＤ2が接続されてい
る。またマイクロコンピュータを備えた点火時期制御部
１００が設けられて、この点火時期制御部からサイリス
タＴhiのゲートに点火信号が与えられるようになってい
る。点火時期制御部１００には、パルサ２が出力するパ
ルス信号が入力されている。また点火コイルＩＧの二次
コイルｗ2 の非接地側端子が、図示しない内燃機関の気
筒に取り付けられた点火プラグＰの非接地側端子に高圧
コードを通して接続され、点火コイルの二次コイルｗ2
に誘起する点火用の高電圧が点火プラグＰに印加される
ようになっている。 【００３３】図２に示した点火回路１において、点火電
源ＰＳは、点火用コンデンサＣi を充電するための電圧
を発生する電源で、この電源としては、内燃機関に取り
付けられる磁石発電機内に設けられて、機関の回転に同
期して交流電圧を誘起するエキサイタコイルや、バッテ
リの電圧を昇圧して２００［Ｖ］以上の高い電圧を発生
するＤＣ−ＤＣコンバータ等が用いられる。 【００３４】図２に示した点火回路においては、点火用
コンデンサＣi が点火電源ＰＳの出力により図示の極性
に充電される。点火時期制御部１００は、パルサ２が発
生するパルスから得た機関の回転速度情報に対して機関
の点火時期を演算して、演算した点火時期が検出された
ときにサイリスタＴhiに点火信号Ｖｉを与える。 【００３５】点火用コンデンサＣi が図示の極性に充電
されている状態で点火時期制御部１００からサイリスタ
Ｔhiに点火信号Ｖｉが与えられると、コンデンサＣi の
端子電圧Ｖｃがアノードカソード間に順方向に印加され
ているサイリスタＴhiが導通するため、コンデンサＣi
の電荷がサイリスタＴhiと点火コイルＩＧの一次コイル
ｗ1 とを通して放電し、点火コイルの一次コイルに立上
がりが速い一次電流が流れる。このとき点火コイルの一
次コイルには、一次電流が流れるのを妨げる方向の高い
電圧が誘起する。この電圧が更に昇圧されて二次コイル
ｗ2 に点火用の高電圧が誘起するため、点火プラグＰで
火花放電が生じ、機関が点火される。 【００３６】パルサ２は、図１に示したように、機関の
クランク軸に取り付けられた鉄製のロータヨーク２ａの
外周にリラクタ２a1を形成したロータ２Ａと、リラクタ
２a1の回転方向の前端側のエッジ及び後端側のエッジを
それぞれ検出したときに図３に示すように極性が異なる
第１のパルス信号Ｖs1及び第２のパルス信号Ｖs2を発生
する信号発電子２Ｂとにより構成される。ロータヨーク
２ａとしては、機関に取り付けられるフライホイール磁
石回転子のフライホイールを利用することができる。ま
た信号発電子２Ｂは、リラクタ２a1に対向する磁極部を
先端に有する鉄心と該鉄心に巻回された信号コイルと、
該鉄心に磁気結合された永久磁石とを有する公知のもの
で、リラクタ２a1が該信号発電子の鉄心の磁極部との対
向を開始する際及び該対向を終了する際にそれぞれ鉄心
中で生じる磁束の変化により信号コイルにパルス信号を
誘起する。 【００３７】図３に示した例では、第１のパルス信号Ｖ
s1及び第２のパルス信号Ｖs2がそれぞれ負極性のパルス
信号及び正極性のパルス信号からなっているが、信号コ
イルの巻き方により、第１のパルス信号Ｖs1を正極性の
信号とし、第２のパルス信号Ｖs2を負極性の信号とする
こともできる。 【００３８】本実施形態で用いるパルサ２においては、
機関の上死点位置（ピストンが上死点ＴＤＣに達したと
きのクランク軸の回転角度位置）θ0 から僅かに進角し
た位置に設定された始動時及び極低速時の点火時期に相
当する回転角度位置θ1 よりも一定角度進角した位置に
設定された基準位置θ3 に機関の回転角度が一致したと
きに第１のパルス信号Ｖs1が発生し、内燃機関の回転角
度位置が低速時の点火時期に相当する回転角度位置θ1
に一致したときに第２のパルス信号Ｖs2が発生するよう
に、ロータ２Ａと信号発電子２Ｂとの位置関係が設定さ
れている。 【００３９】なお本明細書では、パルサ２が発生する各
パルス信号がしきい値Ｖthに達する位置を各パルス信号
の発生位置としている。 【００４０】パルス発生周期計測手段３は、パルサ２が
第１のパルス信号Ｖs1を発生する周期を計測するもの
で、点火時期制御部１００を構成するマイクロコンピュ
ータ内に設けられてクロックパルスを計数することによ
り計時動作を行うタイマと、該タイマを制御するために
マイクロコンピュータが実行するプログラムとにより構
成される。 【００４１】マイクロコンピュータは、パルサ２から第
１のパルス信号が入力される毎にパルス発生周期計測用
のタイマの計測値Ｔｎを読み込むとともに、該タイマを
リセットして、次の第１のパルス信号が発生するまでの
時間（クランク軸が次の１回転に要する時間）の計測を
開始させる。 【００４２】なおクロックパルスを計数するフリーラン
ニングカウンタを計時手段として用いて、第１のパルス
信号が発生する毎に該カウンタの計数値を読み込み、新
たに読み込んだ計数値と前回の第１のパルス信号の発生
時に読み込んだ該フリーランニングカウンタの計数値と
の差を、第１のパルス信号の発生間隔として検出するよ
うにパルス発生周期計測手段３を構成することもでき
る。 【００４３】回転速度演算手段４は、第１のパルス信号
Ｖs1の発生間隔を与える時間Ｔｎから内燃機関の回転速
度を演算する。時間Ｔｎの単位をｍｓｅｃとすると、回
転速度Ｎ［ｒｐｍ］は、以下の式により与えられる。 【００４４】 Ｎ＝６０００／Ｔｎ ［ｒｐｍ］ …（１） 点火時期演算手段５は、演算された内燃機関の回転速度
に対して、内燃機関の点火時期を演算する手段で、この
点火時期の演算は、回転速度Ｎと点火時期との間の関係
を与える点火時期演算用マップを用いて行うことができ
る。 【００４５】点火時期は、パルサが第１のパルス信号を
発生する基準位置θ3 から点火時期に相当する回転角度
位置まで機関が回転するのに要する時間Ｔｉ（第１のパ
ルス信号の発生時刻から点火時期までの間に点火タイマ
に計測させる時間で、この時間を点火時期計測用タイマ
時間と呼ぶ。）の形で演算される。 【００４６】基準位置θ3 と点火位置θｉとの間の角度
をα°とすると、点火時期計測用タイマ時間Ｔi'［μｓ
ｅｃ］は下記の式により与えられる。 【００４７】 Ｔi'＝（６×１０^７ ／Ｔｎ）×（α°／３６０°） …（２） 点火時期補正手段６は、第１のパルス信号Ｖs1が発生し
てから後記するパルサ割込みルーチンで点火タイマがセ
ットされるまでに要する時間Δｔの存在に起因する点火
時期の遅れを無くすように、点火時期演算手段が演算し
た点火時期を補正する。点火時期補正手段６は、下記の
演算を行うことにより実際に点火タイマに計測させる点
火時期計測用タイマ時間Ｔｉを演算する。 【００４８】 Ｔｉ＝Ｔi'−Δｔ …（３） 本実施形態では、上記回転速度演算手段４と、点火時期
演算手段５と、点火時期補正手段６とにより、主制御手
段Ｍが構成されている。 【００４９】パルス発生周期読み込み手段７は、パルサ
２が第１のパルス信号Ｖs1を発生した時にパルス発生周
期計測手段３により計測された第１のパルス信号の発生
周期Ｔｎを読み込む手段で、読み込んだパルス発生周期
ＴｎをＲＡＭに格納する。 【００５０】回転速度判定手段８は、パルサが第１のパ
ルス信号を発生した時に、現在の回転速度が固定点火領
域と演算点火領域との境界を与える回転速度を超えてい
るか否かを判定する（現在の回転速度が固定点火領域で
あるか演算点火領域であるかを判定する）ための手段
で、パルス発生周期読み込み手段７が第１のパルス信号
の発生周期Ｔｎを読み込んだ直後に今回読み込まれた第
１のパルス信号の発生周期Ｔｎを設定値Ｔn1と比較して
今回読み込まれた第１のパルス信号の発生周期Ｔｎが設
定値Ｔn1未満の時に内燃機関の回転速度が設定速度を超
えたと判定するように構成される。 【００５１】点火タイマセット手段９は、パルサ２が第
１のパルス信号Ｖs1を発生した時に点火タイマ１０に点
火時期を計測するための計測値をセットして、該点火タ
イマに点火時期の計測を開始させる手段である。本発明
においては、この点火タイマセット手段が、回転速度判
定手段８により内燃機関の回転速度が設定速度を超えて
いると判定されたときにのみ点火タイマ１０に点火時期
の計測を開始させるように構成される。 【００５２】点火信号供給手段１１は、点火タイマ１０
が、点火時期演算手段５により演算され、点火時期補正
手段６により補正された点火時期の計測を完了した時、
または機関の始動時及び極低速時の点火位置θ1 でパル
サ２が第２のパルス信号Ｖs2が発生した時に点火回路１
に点火信号を与えるように構成される。 【００５３】この例では、パルス発生周期読み込み手段
７と、回転速度判定手段８と、点火タイマセット手段９
とにより割込み制御手段ＩＮが構成されている。 【００５４】本発明は、図１に示した構成の内、割込み
制御手段ＩＮに回転速度判定手段８を設けた点、回転速
度判定手段８により内燃機関の回転速度が設定速度を超
えていると判定されたときにのみ点火タイマ１０に点火
時期の計測を開始させるように点かタイマセット手段９
を構成した点、及び第１のパルス信号が発生してから点
火タイマがセットされるまでに要する時間の存在に起因
する点火時期の遅れを無くすように点火時期演算手段が
演算した点火時期を補正する点火時期補正手段を主制御
手段Ｍに設けた点を特徴としている。 【００５５】図１に示した各手段のうち、回転速度演算
手段４、点火時期演算手段５、点火時期補正手段６、パ
ルス発生周期読み込み手段７、回転速度判定手段８、及
び点火タイマセット手段９を実現するためにマイクロコ
ンピュータに実行させるプログラムのメインルーチン及
びパルサ割込みルーチンのアルゴリズムの一例をそれぞ
れ図６及び図７に示した。 【００５６】図６及び図７に示したアルゴリズムによる
場合には、ＣＰＵの電源が確立した後、先ず図６のステ
ップ１において各部をイニシャライズし、割込みを許可
した後、ステップ２において、パルサが発生する第１の
パルス信号の発生周期に相当する時間（回転速度計測時
間）Ｔｎを回転速度Ｎに換算する。この回転速度計測時
間Ｔｎは、パルサが第１のパルス信号Ｖs1を発生する毎
に実行される図７のパルサ割込みルーチンのステップ１
で読み込まれる。 【００５７】図６のステップ２において回転速度Ｎを演
算した後、同図のステップ３において、演算された回転
速度Ｎにおける点火時期を演算する。この点火時期は、
第１のパルス信号が発生する位置である基準位置θ3 か
ら点火時期に相当する回転角度位置（点火位置）θｉま
で機関のクランク軸が回転するのに要する時間（点火時
期計測用タイマ時間）の形で演算される。 【００５８】点火時期を演算した後、図６のステップ４
において、図７の割込みルーチンで実行されるＴｎ＜Ｔ
n1の判定のための演算処理に要する時間に起因する点火
時期の遅れをなくすように、ステップ３で演算された点
火時期を補正する。その後ステップ５において他の必要
な演算処理を行わせた後、ステップ２に戻る。 【００５９】パルサが第１のパルス信号を発生する毎に
図７の割り込みルーチンが実行される。この割込みルー
チンでは先ずステップ１においてパルス発生周期計測手
段を構成するタイマが計測している時間Ｔｎ（第１のパ
ルス信号の発生周期）をロードし、ステップ２におい
て、時間Ｔｎが設定回転速度Ｎ１に相応する設定値Ｔn1
未満であるか否かを判定する。その結果、Ｔｎ＜Ｔn1で
あると判定されたとき（機関の現在の回転速度が設定速
度Ｎ１を超えていると判定されたとき）には、ステップ
３に進んで現在の回転速度が演算点火領域にあると判定
し、ステップ４で点火タイマ１０に点火時期計測用タイ
マ時間Ｔｉ（図６のメインルーチンのステップ３で演算
され、ステップ４で補正された点火時期計測用タイマ時
間）をセットして、該点火タイマによる計時動作を開始
させる。その後更に他の処理が必要な場合には、ステッ
プ４でその処理を行った後メインルーチンに戻る。 【００６０】図７の割込みルーチンのステップ２におい
て、Ｔｎ＜Ｔn1でないと判定されたとき（機関の現在の
回転速度が設定速度Ｎ１以下であると判定されたとき）
には、ステップ６に進んで現在の回転速度が固定点火領
域にあると判定して、点火タイマをセットすることなく
メインルーチンに復帰する。 【００６１】この例では、図６のメインルーチンのステ
ップ２により回転速度演算手段が、またステップ３によ
り点火時期演算手段がそれぞれ実現され、ステップ４に
より点火時期補正手段が構成される。これらの手段を実
現するメインルーチンにより主制御手段Ｍが構成され
る。 【００６２】また図７のステップ１により、パルス発生
周期読み込み手段が、またステップ２により回転速度判
定手段がそれぞれ構成され、ステップ４により点火タイ
マセット手段が構成される。図７の割込みルーチンによ
り、割込み制御手段ＩＮが構成される。 【００６３】上記のように、各点火サイクルにおいてパ
ルサ２が第１のパルス信号Ｖs1を発生する毎に、点火タ
イマのセットに先立って、機関の回転速度が固定点火領
域にあるのか演算点火領域にあるのかを判定するように
すると、回転速度領域の判定をリアルタイムで行うこと
ができるため、機関の低速時に回転速度領域が固定点火
領域であるにもかかわらず演算固定領域であると誤認し
て、過進角した位置で演算点火が行われるのを防ぐこと
ができる。従って、機関の極低速時に過進角した位置で
演算点火が行われて機関の動作が不安定になったり、機
関が停止したりするのを防ぐことができる。 【００６４】また上記のように、第１のパルサ信号が発
生した時に回転速度領域の判定処理を行うと、この判定
処理を行うのに要する時間に相当する分だけ点火タイマ
のセットが遅れるため、点火時期演算手段により演算さ
れた点火時期計測用タイマ時間をそのまま点火タイマに
セットすると、点火時期が遅角するが、本発明では、回
転速度判定手段が判定を行うのに要する時間の存在に起
因する点火時期の遅れを無くすように、回転速度に対し
て演算した点火時期を補正する点火時期補正手段を主制
御手段に設けたので、点火タイマをセットする前に回転
速度領域の判定を行わせたことにより点火時期が正規の
点火時期から遅れるのを防ぐことができる。 【００６５】上記点火時期補正手段は、点火時期演算手
段により演算された点火時期計測用タイマ時間Ｔi'か
ら、回転速度判定手段が判定処理を行うのに要する時間
（図７のステップ２を行うために必要な処理時間）Δｔ
を減じる前記（３）式の演算を行う過程により実現する
ことができる。 【００６６】図１の点火装置において、機関の回転速度
変動が大きい極低速時に点火用コンデンサＣｉの両端で
検出される電圧Ｖｃの波形、及びパルサが出力するパル
ス信号の波形の観測結果の一例を図４（Ａ）及び（Ｂ）
に示した。なお図４（Ｃ）は、第１のパルス信号Ｖs1の
発生周期Ｔｎ（ｎ＝１，２，…，５）と、各Ｔｎの回転
速度換算値と、点火時期計測用タイマ時間Ｔｉとを示し
ている。 【００６７】この例において、内燃機関の望ましい点火
特性は図５に示した通りであり、パルサのリラクタの極
弧角は３０°であり、第２のパルス信号の発生位置θ1
は、上死点ＴＤＣから８°進角した位置である。 【００６８】また図４（Ａ）に付した番号１，２，…，
５は点火番号で、各点火番号が表示されている位置で点
火用コンデンサの放電が行われて（Ｖｃが零になって）
点火動作が行われている。この例では、内燃機関が単気
筒機関であるため、点火番号相互間の区間がクランク角
３６０度（クランク軸の１回転）に相当している。また
この例では、固定点火から演算点火に切り換える際の設
定速度Ｎ1 （図５参照）を１０００［ｒｐｍ］としてい
る。 【００６９】図４に示した例では、点火番号４から点火
番号５の間で機関の回転速度が８６０［ｒｐｍ］となっ
て、設定速度１０００［ｒｐｍ］よりも低下しているた
め、点火番号５の点火は第２のパルス信号Ｖs2が発生す
る位置（固定点火位置）で行う必要がある。ところが図
８及び図９に示したアルゴリズムにより点火時期を制御
していた従来の点火装置では、点火番号５の点火を固定
点火とするか演算点火とするかの判定を、点火番号３か
ら４の間に計測された回転速度１１１１［ｒｐｍ］を用
いて行うようにしていたため、点火番号５の点火に先立
って、第１のパルス信号Ｖs1が発生した際に、点火番号
５の点火が演算点火であるとの誤判定が行われ、図４に
番号５´で示したように、固定点火位置よりも進角した
演算点火位置で点火が行われるという問題があった。 【００７０】図４に示した例において、点火番号５の点
火に先立ってパルサがリラクタの回転方向の前端側エッ
ジを検出して第１のパルス信号Ｖs1を発生してから、リ
ラクタの回転方向の後端側エッジを検出して第２のパル
ス信号Ｖs2を発生するまでの間に経過した時間（リラク
タ通過時間）は１３ｍｓｅｃ（実測値）である。このリ
ラクタ通過時間から機関の回転速度Ｎを求めると、リラ
クタの極弧角が３０°であることから、Ｎ＝６００００
／（１３×３６０／３０）＝３８４［ｒｐｍ］である。
図５に示したように、設定速度Ｎ1 からＮ3 までの間の
回転領域における演算点火位置θ2 を、基準位置θ3 か
ら２４°の位置とすると、点火番号５の点火に先立って
行う回転速度領域の判定に用いる回転速度１１１１［ｒ
ｐｍ］に対して演算される点火時期計測用タイマ時間Ｔ
ｉ（基準位置θ3 から２４°の区間を回転するのに要す
る時間）は、Ｔｉ＝（６×１０^７ ／１１１１）×（２
４°／３６０°）＝３６００μｓｅｃとなる。この３６
００μｓｅｃに相当する角度は、［３６００×３８４×
３６０°）／６］×１０^７ ＝約８．３°となる。これ
より、上死点から測った点火番号５´の点火位置は３８
°−８．３°＝２９．７°となる。点火番号５の点火
は、本来であれば第２のパルス信号の発生位置（上死点
から８．３°の位置）で行われなければならないとこ
ろ、上死点から２９．７°進角した位置で点火が行われ
ることになり、正規の点火位置よりも大幅に進角してし
まう。このように点火位置が過進角すると、機関の回転
が不安定になったり、機関が停止したりする。 【００７１】これに対し、本発明によれば、第１のパル
ス信号が発生した時に実行するパルサ割込みにおいて、
パルス発生周期計測手段から取り込んだ第１のパルス信
号の発生周期Ｔｎを設定値Ｔn1（Ｎ１＝１０００ｒｐｍ
の場合には、Ｔn1＝６００００μｓｅｃ）と比較するこ
とにより、回転速度領域の判定を行って、この判定によ
り演算点火領域にあると判定されたときにのみ点火タイ
マをセットするので、図４に示した例において、点火番
号５の点火は、正しく第２のパルス信号Ｖs2の発生位置
で行わせることができ、過進角を防止することができ
る。 【００７２】上記の例では、単気筒の内燃機関を点火す
る場合を例にとったが、多気筒内燃機関を点火する点火
装置にも本発明を適用することができる。多気筒内燃機
関を点火する場合には、例えば、点火回路１を各気筒毎
に設け、基準位置及び始動時の点火位置でそれぞれパル
ス信号Ｖs1及びＶs2を発生する信号発電子２Ｂを各気筒
毎に設ければよい。 【００７３】上記の例では、コンデンサ放電式の点火回
路を用いているが、電流遮断形の点火回路を用いる場合
にも本発明を適用することができる。 【００７４】 【発明の効果】以上のように、本発明によれば、各点火
サイクルにおいてパルサが第１のパルス信号を発生する
毎に回転速度領域の判定を行って、その判定結果に応じ
て、固定点火または演算点火を行わせるようにしたの
で、固定点火を行うべき機関の極低速時に過進角した演
算点火位置で演算点火が行われて機関の動作が不安定に
なったり、機関が停止したりするのを防ぐことができ
る。 【００７５】また本発明によれば、回転速度判定手段が
判定を行うのに要する時間に起因する点火時期の遅れを
無くすように、回転速度に対して演算した点火時期を補
正する点火時期補正手段を主制御部に設けたので、点火
タイマをセットする前に回転速度領域の判定を行わせた
ことにより点火時期が正規の点火時期から遅れるのを防
ぐことができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明に係わる内燃機関用点火装置の構成例を
示したブロック図である。 【図２】図１の点火装置で用いる点火回路の構成例を示
した回路図である。 【図３】図１の点火装置で用いるパルサが発生するパル
ス信号の波形の一例を示した波形図である。 【図４】図１の点火装置で用いる点火回路のコンデンサ
の端子電圧の波形とパルサの出力波形との一例を示した
波形図である。 【図５】本発明が対象とする内燃機関用点火装置により
得られる点火特性の一例を示した線図である。 【図６】本発明の実施形態においてマイクロコンピュー
タが実行するプログラムのメインルーチンのアルゴリズ
ムの一例を示したフローチャートである。 【図７】本発明の実施形態においてマイクロコンピュー
タが実行するプログラムのパルサ割込みルーチンのアル
ゴリズムの一例を示したフローチャートである。 【図８】従来の点火装置においてマイクロコンピュータ
が実行するプログラムのメインルーチンのアルゴリズム
の一例を示したフローチャートである。 【図９】従来の点火装置においてマイクロコンピュータ
が実行するプログラムのパルサ割込みルーチンのアルゴ
リズムの一例を示したフローチャートである。 【符号の説明】 １…点火回路、２…パルサ、３…パルス発生周期計測手
段、４…回転速度演算手段、５…点火時期計測手段、６
…点火時期補正手段、７…パルス発生周期読み込み手
段、８…回転速度判定手段、９…点火タイマセット手
段、１０…点火タイマ、１１…点火信号供給手段、Ｍ…
主制御手段、ＩＮ…割込み制御手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G019 AB01 AC03 BA02 DA05 DB07 GA01 GA05 HA07 3G022 BA07 CA06 DA03 EA03 GA01 GA02 GA05 3G084 BA17 CA03 CA09 DA34 EA07 EA11 FA33 FA38 FA39

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 点火信号が与えられた時に点火用の高電
   圧を発生する点火回路と、 内燃機関の回転角度位置が該機関の低速時の点火時期に
   相当する回転角度位置よりも一定角度進角した位置に設
   定された基準位置に一致したときに第１のパルス信号を
   発生し、前記内燃機関の回転角度位置が前記低速時の点
   火時期に相当する回転角度位置に一致したときに第２の
   パルス信号を発生するパルサと、 前記パルサが前記第１のパルス信号を発生する周期を計
   測するパルス発生周期計測手段と、 前記パルス発生周期計測手段により計測された第１のパ
   ルス信号の発生周期から前記内燃機関の回転速度を演算
   する回転速度演算手段、及び前記回転速度演算手段によ
   り演算された回転速度に対して前記内燃機関の点火時期
   を演算する点火時期演算手段を有する主制御手段と、 前記パルサが第１のパルス信号を発生した時に前記パル
   ス発生周期計測手段により計測された第１のパルス信号
   の発生周期を読み込むパルス発生周期読み込み手段、及
   び前記パルサが前記第１のパルス信号を発生した時に点
   火タイマに前記点火時期を計測するための計測値をセッ
   トして該点火タイマに点火時期の計測を開始させる点火
   タイマセット手段を有するパルサ割込み制御手段と、 前記点火タイマが前記点火時期の計測を完了した時また
   は前記第２のパルス信号が発生した時に前記点火回路に
   点火信号を与える点火信号供給手段とを備えた内燃機関
   用点火装置において、 前記パルサ割込み制御手段は、前記パルス発生周期読み
   込み手段が第１のパルス信号の発生周期を読み込んだ直
   後に今回読み込まれた第１のパルス信号の発生周期を設
   定値と比較して今回読み込まれた第１のパルス信号の発
   生周期が設定値未満の時に前記内燃機関の回転速度が設
   定速度を超えたと判定する回転速度判定手段を更に備
   え、 前記点火タイマセット手段は、前記回転速度判定手段に
   より前記内燃機関の回転速度が設定速度を超えていると
   判定された時にのみ前記点火タイマに前記点火時期の計
   測を開始させるように構成され、 前記主制御手段は、前記第１のパルス信号が発生してか
   ら前記点火タイマがセットされるまでに要する時間の存
   在に起因する点火時期の遅れを無くすように前記点火時
   期演算手段が演算した点火時期を補正する点火時期補正
   手段を備えていること、を特徴とする内燃機関用点火装
   置。