JP2785509B2 - 内燃機関用点火装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マイクロコンピュータ
を用いて点火位置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を用いた点火装置
では、内燃機関により駆動される信号発電機の出力信号
から機関の回転数のデータを得るとともに、機関の温度
やスロットル開度等を検出する各種センサから点火位置
演算用の外部データを得、これらのデータに基づいて点
火位置を演算する。また信号発電機から得られる信号に
より、点火すべき気筒を判別するための演算を行う。そ
して信号発電機から得られる特定の信号の発生位置を基
準位置として、該基準位置が検出される毎に点火位置計
測用のタイマをスタートさせ、該タイマが点火位置を計
測したときに、判別されている気筒の点火プラグに高電
圧を供給する点火回路に点火信号（点火回路をトリガす
るための信号）を与えて点火動作を行わせる。

【０００３】このようにマイクロコンピュータを用いて
点火位置を制御する点火装置においては、キースイッチ
を閉じた後、マイクロコンピュータが点火位置の演算を
正常に行うことができる状態になるまでにある程度の時
間を要し、またマイクロコンピュータが立上がっても、
機関の回転数がある程度上昇して各種のデータを与える
信号が正常に発生する状態になるまでは点火位置を演算
することができない。特に、マイクロコンピュータの電
源を機関に取付けられた発電機から得る場合には、機関
の回転数がある程度上昇して電源が確率した後でないと
マイクロコンピュータは動作しない。

【０００４】従って、点火信号の供給をマイクロコンピ
ュータのみに頼ると、機関の始動回転数が高くなり、機
関の始動が困難になる。そこで、内燃機関により取付け
られた信号発電機から得られる信号により点火信号を与
える回路を設けて、機関の回転数が所定の値を超える間
での間は信号発電機側から点火信号を与え、機関の回転
数が所定値を超えたときにマイクロコンピュータの電源
を投入してマイクロコンピュータ側から点火信号を与え
るようにした点火装置が提案された。

【０００５】本明細書においては、マイクロコンピュー
タ側から与えられる点火信号と信号発電機等の信号源か
ら与えられる点火信号とを区別するために、前者の点火
信号を「ソフト点火信号」と呼び、後者の点火信号を
「ハード点火信号」と呼ぶことにする。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、ハード
点火信号により点火を行わせるハード点火動作モード
と、ソフト点火信号により点火動作を行わせるソフト点
火動作モードとを行い得るようにしておけば、機関の始
動時にハード点火動作モードで点火動作を行わせること
により、機関の始動回転数を下げることが可能である。
しかしながら、ハード点火動作モードから、ソフト点火
動作モードに切り替えた後、実際に点火位置が演算され
るまでの間には所定の処理時間が必要であるため、ソフ
ト点火動作モードに切り替えた後、直ちには点火信号を
得ることができず、点火動作が行われない期間が生じる
という問題があった。

【０００７】本発明の目的は、機関の始動時にハード点
火動作モードからソフト点火動作モードへの移行をスム
ースに行わせて、点火動作が行われない期間が生じるの
を防止した内燃機関用点火装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明はマイクロコンピ
ュータを用いて点火位置を制御する内燃機関用点火装置
に係わるもので、本発明の点火装置は、点火信号が与え
られたときに点火用の高電圧を発生する点火回路と、内
燃機関の回転に同期して信号を発生する信号源と、信号
源から得られる信号でハード点火信号を出力するハード
点火信号供給回路と、信号源から得られる信号から得た
機関の回転数情報と各種のセンサから得た点火位置演算
用外部データとに基づいて内燃機関の点火位置を演算す
る点火位置演算手段と、信号源から得られる信号の発生
位置を基準位置として該基準位置から演算された点火位
置を計測し、点火位置が計測されたときにソフト点火信
号を出力するソフト点火信号供給手段と、少なくともマ
イクロコンピュータのＣＰＵが正常であるか否かの判定
と信号源の出力が正常であるか否かの判定と点火位置演
算用外部データが正常に入力されているか否かの判定と
を行なうことによりソフト点火信号が正常に出力される
条件が成立しているか否かを判定して、ソフト点火信号
が正常に出力される条件が成立しているときに切換指令
信号を発生する切換指令発生手段と、ハード点火信号と
ソフト点火信号と切換指令信号とを入力として、切換指
令信号が発生していないときにはハード点火信号を点火
回路に与え、切換指令信号が発生しているときにはソフ
ト点火信号を点火回路に与える点火信号切換回路とによ
り構成される。

【０００９】

【作用】上記のように、マイクロコンピュータのＣＰＵ
が正常であるか否かの判定と信号源の出力が正常である
か否かの判定と点火位置演算用外部データが正常に入力
されているか否かの判定とを行なうことによりソフト点
火信号が正常に出力される条件が成立しているか否かを
判定して、ソフト点火信号が正常に出力される条件が成
立しているときに切換指令信号を発生する切換指令発生
手段と、ハード点火信号とソフト点火信号と切換指令信
号とを入力として、切換指令信号が発生していないとき
にはハード点火信号を点火回路に与え、切換指令信号が
発生しているときにはソフト点火信号を点火回路に与え
る点火信号切換回路とを設けると、機関の始動時に信号
源が信号を正常に出力しない状態にある間、及び点火位
置演算用外部データが正常に入力されない状態にある間
は切換指令信号が発生しないため、点火信号切換回路
は、信号源からハード点火信号を点火回路に与える。従
って機関の始動回転数を低くすることができ、ハード点
火信号の発生位置を的確に設定しておくことにより、機
関の始動を良好にすることができる。またマイクロコン
ピュータがリセットされたときにも、切換指令信号が発
生しないため、点火信号切換回路は、信号源からハード
点火信号を点火回路に与える。従って機関の運転中に何
等かの原因でマイクロコンピュータがリセットされたと
きにも、機関の運転を継続することができる。

【００１０】更に、機関を始動した後、マイクロコンピ
ュータが正常に動作し得る状態になってソフト点火信号
が発生する条件が満たされると、切換指令信号が発生す
るため、点火信号切換回路は、ソフト点火信号を点火回
路に与える。従って、ハード点火動作モードからソフト
点火動作モードへの切換をスムースに行うことができ、
点火動作が行われない期間が生じるのを防いで、機関の
動作を安定にすることができる。

【００１１】特に、マイクロコンピュータの電源として
内燃機関により駆動される磁石発電機を用いる場合に
は、マイクロコンピュータがソフト点火信号を出力でき
るようになるまでの時間が機関の回転数により変わり、
従来の点火装置では機関の回転が高いときほどソフトの
処理時間に相応する角度が広くなって、無点火領域が広
くなるのを避けられなかったが、本発明によれば無点火
領域が生じるのを防ぐことができる。

【００１２】

【実施例】図１は本発明の実施例の構成を示したもの
で、同図において、１は点火電源２により駆動される点
火回路で、この点火回路は、点火信号が与えられたとき
に点火用の高電圧を点火プラグ３に与える。点火回路１
としては、コンデンサ放電式の回路や、電流遮断式の回
路等任意のものを用いることができる。点火電源２は点
火エネルギーを与える電源で、バッテリでもよく、また
機関により駆動される発電機でもよい。

【００１３】４は内燃機関の回転に同期して信号を発生
する信号源で、この信号源としては通常機関に取付けら
れた信号発電機内に設けられた信号コイルが用いられ
る。なお信号コイルは機関に取付けられた磁石発電機内
に設けることもできる。

【００１４】信号源４は機関の定常運転時の最大進角位
置と最小進角位置とでそれぞれ極性が異なる信号Ｓ1 及
びＳ2 を発生する。最小進角位置で発生する信号Ｓ2
は、波形整形回路５によりパルス波形等の所定の波形の
信号に変換されてハード点火信号供給回路６に入力され
る。ハード点火信号供給回路６は、波形整形回路５を通
して信号源４から信号が与えられたときにハード点火信
号Ｖhiを出力する。

【００１５】信号源４が最大進角位置で発生する信号Ｓ
1 は波形整形回路７により所定の波形の信号に変換され
て、マイクロコンピュータ８に与えられる。

【００１６】マイクロコンピュータ８は、ＣＰＵ８ａ、
クロックパルスを計数するタイマ８ｂ、所定の計数値が
セットされるレジスタ８ｃ、タイマの計数値とレジスタ
にセットされた計数値とを比較して、両者が一致したと
きに割り込み信号を発生するコンパレータ８ｄ、ランダ
ムアクセスメモリ（ＲＡＭ）８ｅ及びリードオンリーメ
モリ（ＲＯＭ）８ｆ等からなっている。９はマイクロコ
ンピュータ８を駆動する制御電源で、この制御電源とし
ては、機関により駆動される磁石発電機を電源として直
流定電圧を出力するものを用いることができる。マイク
ロコンピュータ８には、温度センサ、スロットル開度セ
ンサ等の各種のセンサから与えられる点火位置演算用外
部データが入力されるとともに、波形整形回路５及び７
を通して信号源４の出力が入力されている。マイクロコ
ンピュータ８は、所定のプログラムにより、信号源４か
ら得られる信号から得た機関の回転数情報と各種のセン
サから得た点火位置演算用外部データとに基づいて内燃
機関の点火位置を演算する。即ち、マイクロコンピュー
タ８により点火位置演算手段が実現される。この点火位
置演算手段は、演算した点火位置のデータを、そのとき
の回転数において、後記する基準位置から点火位置まで
機関が回転する間にタイマが計数すべきクロックパルス
の数として出力する。

【００１７】またマイクロコンピュータ８によりソフト
点火信号供給手段が実現される。このソフト点火信号供
給手段は、信号源４から得られる所定の信号（Ｓ1 また
はＳ2 ）の発生位置を基準位置として該基準位置から、
点火位置演算手段により演算された点火位置を計測し、
演算された点火位置が計測されたときにソフト点火信号
Ｖsiを出力する。

【００１８】またマイクロコンピュータ８により、ソフ
ト点火信号が正常に出力される条件が成立しているとき
に切換指令信号Ｖx を発生する切換指令発生手段が実現
される。

【００１９】１０は点火信号切換回路で、この切換回路
は、ハード点火信号Ｖhiとソフト点火信号Ｖsiと切換指
令信号Ｖx とを入力として切換指令信号Ｖx が発生して
いないときにはハード点火信号Ｖhiを点火回路１に与
え、切換指令信号Ｖx が発生しているときにはソフト点
火信号Ｖsiを点火回路１に与える。

【００２０】図２のフローチャートは、上記点火位置演
算手段及び切換指令発生手段を実現するためのプログラ
ムのメインルーチンの一例を示し、図３及び図４のフロ
ーチャートはソフト点火信号供給手段を実現するための
割り込みルーチンの一例を示している。

【００２１】図２において、マイクロコンピュータが動
作可能な状態になると、まず各部の初期化が行われ、次
いでＣＰＵの動作が正常であるか否かをチェックする。
ＣＰＵの動作が正常に行われていることが確認された
後、信号源の出力が正常であるか否かをチェックし、正
常な場合には、次いで点火位置演算用外部データが正常
に入力されているか否かをチェックする。点火位置演算
用外部データが正常に入力されていることが確認された
後、マイクロコンピュータの出力ポートＰ1 の状態を
「１」または「０」とすることにより、切換指令信号Ｖ
x を発生させる。ＣＰＵの動作のチェックから切換指令
信号の発生までの過程により、切換指令発生手段が実現
される。

【００２２】切換指令信号を発生させた後、信号源４の
出力信号の周波数からそのときの機関の回転数を演算
し、この回転数と、点火位置演算用外部データとから、
点火位置を演算する。

【００２３】信号源４が発生する所定の信号、例えば信
号Ｓ1 を割り込み信号として、該信号Ｓ1 が発生するご
とに図３の割り込みルーチンが実行される。この割り込
みルーチンでは、既に演算されている点火位置のデータ
をレジスタ８ｃにセットしてメインルーチンに戻る。こ
の場合の点火位置のデータは、そのときの回転数におい
て、信号Ｓ1 の発生位置から点火位置まで機関が回転す
る間にタイマ８ｂが計数すべきクロックパルスの数であ
る。レジスタ８ｃに点火位置のデータをセットすること
により点火位置の計測が開始される。

【００２４】タイマ８ｂの計数値がレジスタ８ｃにセッ
トされた数に達すると、コンパレータ８ｄが割り込み信
号を発生する。この割り込み信号が発生すると、図４の
割り込みルーチンが実行される。この割り込みルーチン
では、ソフト点火信号を出力するマイクロコンピュータ
の出力ポートＰo の状態を「１」または「０」とするこ
とにより、ソフト点火信号を発生させ、メインルーチン
に戻る。

【００２５】切換指令信号を発生させるための条件は、
図２のフローチャートに示したものに限定されるもので
はない。例えば、機関の異常（オイルレベルや冷却水温
度の異常）の有無等を条件に加え、機関の異常が検出さ
れたときに切換指令信号Ｖxの発生を停止させて、信号
源が最小進角位置で発生する信号Ｓ2 によりハード点火
信号Ｖhiを点火回路に与えるようにすることにより、機
関の回転を安全な範囲に抑える制御を行わせることもで
きる。

【００２６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、マイク
ロコンピュータのＣＰＵが正常であるか否かの判定と信
号源の出力が正常であるか否かの判定と点火位置演算用
外部データが正常に入力されているか否かの判定とを行
なうことによりソフト点火信号が正常に出力される条件
が成立しているか否かを判定して、ソフト点火信号が正
常に出力される条件が成立しているときに切換指令信号
を発生する切換指令発生手段と、ハード点火信号とソフ
ト点火信号と切換指令信号とを入力として、切換指令信
号が発生していないときにはハード点火信号を点火回路
に与え、切換指令信号が発生しているときにはソフト点
火信号を点火回路に与える点火信号切換回路とを設けた
ので、機関の始動時には信号源から点火信号切換回路を
通してハード点火信号を点火回路に与えることができ、
機関の始動回転数を低くすることができる。この場合、
ハード点火信号の発生位置を的確に設定しておくことに
より、機関の始動を良好にすることができる。

【００２７】更に本発明によれば、機関の運転中に何等
かの原因でマイクロコンピュータがリセットされたとき
にも、切換指令信号が発生しないため、信号源からハー
ド点火信号を点火回路に与えて機関の運転を継続するこ
とができる。

【００２８】また本発明においては、機関を始動した
後、マイクロコンピュータが正常に動作し得る状態にな
り、信号源や各種のセンサが正常に信号を発生する状態
になってソフト点火信号が発生する条件が満たされたと
きに切換指令信号を発生させて、点火信号切換回路から
ソフト点火信号を点火回路に与えるので、ハード点火動
作モードからソフト点火動作モードへの切換をスムース
に行うことができ、点火動作が行われない期間が生じる
のを防いで、機関の動作を安定にすることができる利点
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の構成を示したブロック図であ
る。

【図２】本発明の実施例において点火位置演算手段と切
換指令発生手段とを実現するプログラムのメインルーチ
ンの一例を示すフローチャートである。

【図３】本発明の実施例において、ソフト点火信号供給
手段の一部を実現するプログラムの割り込みルーチンの
一例を示すフローチャートである。

【図４】本発明の実施例において、図３の割り込みルー
チンと共にソフト点火信号供給手段を実現するプログラ
ムの割り込みルーチンの一例を示すフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１…点火回路、２…点火電源、４…信号源、６…ハード
点火信号供給回路、８…マイクロコンピュータ、９…制
御電源、１０…点火信号切換回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F02P 11/00 - 11/02 F02P 5/15

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マイクロコンピュータを用いて点火位置
   を制御する内燃機関用点火装置において、 点火信号が与えられたときに点火用の高電圧を発生する
   点火回路と、 内燃機関の回転に同期して信号を発生する信号源と、 前記信号源から得られる信号でハード点火信号を出力す
   るハード点火信号供給回路と、 前記信号源から得られる信号から得た機関の回転数情報
   と各種のセンサから得た点火位置演算用外部データとに
   基づいて内燃機関の点火位置を演算する点火位置演算手
   段と、 前記信号源から得られる信号の発生位置を基準位置とし
   て該基準位置から演算された点火位置を計測し、点火位
   置が計測されたときにソフト点火信号を出力するソフト
   点火信号供給手段と、少なくとも前記マイクロコンピュータのＣＰＵが正常で
   あるか否かの判定と前記信号源の出力が正常であるか否
   かの判定と前記点火位置演算用外部データが正常に入力
   されているか否かの判定とを行なうことにより前記ソフ
   ト点火信号が正常に出力される条件が成立しているか否
   かを判定して、該ソフト点火信号が正常に出力される条
   件が成立しているときに 切換指令信号を発生する切換指
   令発生手段と、 前記ハード点火信号とソフト点火信号と切換指令信号と
   を入力として、前記切換指令信号が発生していないとき
   には前記ハード点火信号を前記点火回路に与え、前記切
   換指令信号が発生しているときには前記ソフト点火信号
   を前記点火回路に与える点火信号切換回路とを具備して
   なる内燃機関用点火装置。