JP2015151941A - 点火制御装置、点火制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の実施形態による点火制御装置100の構成の一例を示す機能ブロック図である。図2は、本発明の実施形態による点火制御時のタイミングチャートである。
点火制御装置100の端子TIGNと端子TEとの間には、図示しない内燃機関に装着された1次巻線801が接続される。2次巻線802には点火プラグ900が接続される。コア803の両端部は、内燃機関が備える不図示のフライホイールの外周部に近接して配置され、コア803とフライホイールは閉磁路を形成する。
なお、正パルス信号生成部120、状態検出部130、負パルス信号生成部140、駆動部160、バイアス部170の回路形式によっては、これらにも電源電圧VDDが供給されてもよい。
制御部150は、正パルス信号PPおよび負パルス信号PNに応答してイグニッションコイル800の通電の停止を制御するためのタイミングを設定し、該タイミングに従ってスイッチ素子180をオフ状態に制御する。即ち、制御部150は、正パルス信号PPに含まれる第1パルスP1と負パルス信号PNに含まれる第2パルスP2(パルスP2’)とに応答して、イグニッションコイル800の通電の停止を制御するためのタイミングを設定するように構成される。本実施形態では、第1パルスP1は、通電の停止のタイミングを設定する際に参照される内燃機関の回転速度RSを算出するために用いることができる。また、第1パルスP1及び第2パルスP2は、通電の停止のタイミングを設定するための処理のトリガー信号として用いることができる。
なお、本実施形態では、第1パルスP1と第2パルスP2(パルスP2’)と第3パルスP3とに応答して点火制御に関する動作が実施されるが、以下では、第1パルスP1に応答して実施される動作に関連する処理を第1処理と称し、第2パルスP2(パルスP2’)応答して実施される動作に関連する処理を第2処理と称し、第3パルスP3応答して実施される動作に関連する処理を第3処理と称す。
まず、点火制御装置100の点火制御状態での動作について説明する。
内燃機関の最初の回転周期では、ステップS101において、制御部150は、ポート1に負パルス信号PNが入力されると、負パルス信号PNの処理(図3)を開始する。制御部150は、第2パルスP2の待ち状態であるか否かを判定する。制御部150は、第2パルスP2の待ち状態である場合(ステップS101:YES)、第2処理を実行する(ステップS102)。一方、制御部150は、第2パルスP2の待ち状態でない場合(ステップS101:NO)、ステップS104に進む。内燃機関の最初の回転周期では、第2パルスP2の待ち状態が設定されているので、制御部150は、第2パルスP2の待ち状態であると判定し(ステップS101:YES)、ステップS102に処理を進める。
第2処理では、イグニッションコイル800の通電を停止させるための処理(点火処理)が実施されるが、この第2処理と並行して、イグニッションコイル800を通電するための回路動作が実施される。ここでは、イグニッションコイル800を通電するための回路動作を先に説明し、その後、第2処理の詳細を説明する。
このため、負パルスである第2パルスP2が誘起されると、スイッチ素子180を構成するnpn型トランジスタのエミッタ電位が低下する。この結果、そのベースとエミッタとの間の電圧がVbe(トランジスタがオン状態となる閾値電圧)を超え、スイッチ素子180を構成するnpn型トランジスタが即座にオン状態になる。スイッチ素子180を構成するnpn型トランジスタがオン状態になると、1次巻線801の端子間がスイッチ素子180を介して短絡される。これにより、イグニッションコイル800の通電が実施される。この場合、第2パルスP2が誘起されても、1次巻線801の端子間の電圧変化が抑制され、図2の矢印200に示すような負パルスP2が発生しない。
制御部150は、この通電の停止のタイミングでイグニッションコイル800の点火を行う。
なお、前述のステップS101において、第2パルスP2の待ち状態でないと判定した場合(ステップS101:NO)、制御部150は異常処理を実行する(ステップS104)。この場合、メモリの値が第2パルスP2の待ち状態を示していないことになる。このように、ステップS101において否定的な判定が行われることは、パルスの異常が発生したことを意味する。この場合、ステップS104において、制御部150は、記憶部内のデータを初期化し、第2パルスP2の待ち状態を示す「2」がメモリに設定される。ただし、前述したように、最初の回転周期では、パルスの待ち状態を示すメモリには第2パルスP2の待ち状態が設定されているので、ステップS101では、否定的な判定が行われることはない。
正パルス信号生成部120から正パルス信号PPが入力されると、制御部150は、正パルス信号PPの処理(図4)を開始する。即ち、制御部150は、ポート2に正パルス信号PPが入力されると、第1パルスP1の待ち状態であるか否かを判定する(ステップS201)。具体的には、制御部150は、制御部150内の不図示のメモリから記憶値を読み出し、1であるか否かを判定する。制御部150は、メモリが1である場合(ステップS201:YES)、ステップS206に進む。
なお、前述のステップS202において、第3パルスP3の待ち状態でないと判定した場合(ステップS202:NO)、制御部150は異常処理を実行する(ステップS205)。この場合、メモリの値が第3パルスP3の待ち状態を示していないことになる。このように、ステップS202において否定的な判定が行われることは、パルスの異常が発生したことを意味する。この場合、ステップS205において、制御部150は、記憶部内のデータを初期化し、第2パルスP2の待ち状態を示す「2」がメモリに設定される。
ステップS206において、制御部150は、第1処理を行う。以下に第1処理を説明する。制御部150は、正パルス信号生成部120から入力される正パルス信号PPに含まれる第1パルスP1に応答して内燃機関の回転速度RSを算出する。具体的には、制御部150は、第1パルスP1に応答して、現在の回転周期が開始する時刻T2(図2)において、前回の回転周期における第1パルスP1の立ち上がりエッジから現在の回転周期における第1パルスP1の立ち上がりエッジまでの時間、即ち第1パルスP1の周期Tを検出し、この第1パルスP1の周期Tから内燃機関の回転速度RSを算出する。一般に、内燃機関の回転速度は、1分あたりの回転速度によって表されるが、内燃機関の回転速度RSは、第1パルスP1の周期Tと1対1に対応することから、第1パルスP1の周期Tを内燃機関の回転速度RSとして取り扱ってもよい。
次に失火制御状態での制御部150の動作について図3、図4に示すフローチャートに沿って図5のタイミングチャートを用いて説明する。
失火制御状態では、スイッチ素子180は強制的にオフ状態に固定される。具体的には、駆動部160により、スイッチ素子180を構成するnpn型トランジスタのベース・エミッタ間電圧が約ゼロに固定される。このため、イグニッションコイル800に負パルスP2が誘起されたとしても、その回路構成上、負パルス信号PNは発生されない。よって、本実施形態では、正パルス信号である第1パルスP1と第3パルスP3とに基づいて第1処理および第3処理のみが継続され、第2処理は実施されない。
ステップS207において、制御部150は、回転速度RSが閾値以上である場合(S207:YES)、失火制御が行われていると判定し、ステップS209に進む。
続いて、第3パルスP3に対応する正パルス信号PPが入力されると、制御部150は、正パルス信号PP処理を実行する。
ステップS202において、制御部150は、第3パルスP3の待ち状態であるか否かを判定する。前回、メモリに3を記憶したため、第3パルスP3の待ち状態である。よって、制御部150は、第3パルスP3の待ち状態であると判定し(ステップS202:YES)、上述したステップS203において、第3処理を実行する。
制御部150は、第3パルスP3に対応する正パルス信号PPが入力された後、第1パルスP1に対応する正パルス信号PPが入力される。この場合、メモリには第1パルスP1の待ち状態が設定されているので、制御部150は、上述したステップS201(YES)、S206を実施する。
また、制御部150は、ステップS207において、回転速度RSを算出し、回転速度RSが閾値以上であるか否かを判定する。回転速度RSが閾値以上の場合、制御部150は、回転速度を抑制する失火制御条件が成立していると判定し、上述したステップS209を実行し、通電を禁止する。そして、制御部150は、ステップS210において、制御部150はメモリに3を記憶し、第3パルスP3の待ち状態とする。
ここで、第1処理は、第1パルスP1に応答して実施され、第3処理は、第3パルスP3に応答して実施される。このことは、失火制御中に、第1パルスP1と第3パルスP3の順番が制御部150において管理されていることを意味する。
これに対し、上述したように、本実施形態によれば、失火制御を行う際に、制御部150は、負パルス信号PNが入力される前に、点火出力信号SFをローレベルにし、通電禁止状態にする。これにより、タイムラグT11が発生することがなく、点火出力信号SFの通電禁止のタイミングで誤点火することを防ぐことができる。
これに対し、上述したように、本実施形態によれば、失火制御中、制御部150は、点火出力信号SFをローレベルにし、通電禁止状態に維持することができる。よって、制御部150は、失火制御中、スイッチ素子180をオフ状態に制御できるため、イグニッションコイル800に大電流が流れることがなく、安全に失火制御を行うことができる。
例えば、上述の実施形態では、第1パルスP1の周期Tから回転速度RSを算出するものとするが、この例に限定されることなく、イグニッションコイル800の通電の停止のタイミングに回転速度RSを反映させ得ることを限度として、パルス信号Pに含まれる任意のパルスを用いて回転速度RSを算出してもよい。
110 電源生成部
120 正パルス信号生成部
130 状態検出部
131 ダミートランジスタ
140 負パルス信号生成部
150 制御部
160 駆動部
170 バイアス部
180 スイッチ素子
800 イグニッションコイル
900 点火プラグ
Claims (5)
- 内燃機関の回転に伴ってイグニッションコイルに誘起されるパルス信号に基づき、前記内燃機関に備えられた点火プラグに供給される電圧を前記イグニッションコイルに発生させる点火制御装置であって、
前記パルス信号に応答して前記イグニッションコイルを通電するためのスイッチ素子と、
前記パルス信号を検出する検出部と、
前記検出部により前記パルス信号を検出して得られる信号に応答して前記イグニッションコイルの通電の停止を制御するためのタイミングを取得し、前記タイミングに従って前記スイッチ素子をオフ状態に制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記内燃機関が失火制御状態にあるか否かを判定し、前記内燃機関が前記失火制御状態にある場合、前記検出部により前記パルス信号を検出して得られるパルスのうち、前記内燃機関が前記失火制御状態にある場合に消失するパルスを除いたパルスの発生順序に基づき前記タイミングの基準を取得する、点火制御装置。 - 前記制御部は、前記検出部により前記パルス信号を検出して得られるパルスのうち、前記内燃機関が前記失火制御状態にある場合に消失するパルスを除いたパルスが発生する都度、次に発生すべきパルスの発生待ち状態となる、請求項1に記載の点火制御装置。
- 前記検出部により前記パルス信号を検出して得られるパルスは、発生順に、第1パルス、第2パルス、第3パルスであり、前記第2パルスは、前記内燃機関が前記失火制御状態にある場合に消失するパルスであり、
前記制御部は、
前記第1パルスに応答して、前記第1パルスの発生待ち状態であるか否かを判定し、前記第1パルスの発生待ち状態である場合、前記第1パルスに応答して実行すべき所定の処理を実行し、前記内燃機関が前記失火制御状態にあるか否かを判定し、前記内燃機関が前記失火制御状態にある場合、前記イグニッションコイルの通電を禁止した後、前記第3パルスの発生待ち状態となり、
前記第3パルスに応答して、前記第1パルスの発生待ち状態であるか否かを判定し、前記第1パルスの発生待ち状態でない場合、前記第3パルスの発生待ち状態であるか否かを判定し、前記第3パルスの発生待ち状態である場合、前記イグニッションコイルの通電を許可し、前記第3パルスに応答して実行すべき所定の処理を実行した後、前記第1パルスの発生待ち状態となる、請求項1または2に記載の点火制御装置。 - 前記制御部は、
前記内燃機関が前記失火制御状態にない場合、前記第2パルスの発生待ち状態となり、
前記第1パルスの発生待ち状態でなく、かつ、前記第3パルスの発生待ち状態でない場合、前記パルス信号の異常を検出し、
前記第2パルスに応答して、前記第2パルスの発生待ち状態であるか否かを判定し、前記第2パルスの発生待ち状態である場合、前記第2パルスに応答して実行すべき所定の処理を実行した後、前記第3パルスの発生待ち状態となり、前記第2パルスの発生待ち状態でない場合、前記パルス信号の異常を検出する、請求項3に記載の点火制御装置。 - 内燃機関の回転に伴ってイグニッションコイルに誘起されるパルス信号に基づき、前記内燃機関に備えられた点火プラグに供給される電圧を前記イグニッションコイルに発生させる点火制御方法であって、
検出部が前記パルス信号を検出する過程と、
制御部が前記検出部により前記パルス信号を検出して得られるパルスに応答して前記イグニッションコイルの通電の停止を制御するためのタイミングを取得し、前記タイミングに従って前記パルス信号に応答して前記イグニッションコイルを通電するためのスイッチ素子をオフ状態に制御する過程と、を含み、
前記制御部は、前記内燃機関が失火制御状態にあるか否かを判定し、前記内燃機関が前記失火制御状態にある場合、前記検出部により前記パルス信号を検出して得られるパルスのうち、前記内燃機関が前記失火制御状態にある場合に消失するパルスを除いたパルスの発生順序に基づき前記タイミングの基準を取得する点火制御方法。
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JPH0514566U (ja) * | 1991-08-06 | 1993-02-26 | 国産電機株式会社 | 過回転防止機能付き内燃機関点火装置 |
JP2006328959A (ja) * | 2005-05-23 | 2006-12-07 | Kokusan Denki Co Ltd | エンジン用点火装置 |
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- 2014-02-14 JP JP2014026695A patent/JP6140623B2/ja active Active
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