JP4582445B2 - Ignition operation control method in standby speed range of ignition device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、容量放電型の内燃機関用点火装置の待機速度域における点火動作制御方法に関するものである。 The present invention relates to an ignition operation control method in a standby speed range of an internal combustion engine ignition device of a capacity discharge type.
内燃機関の安全で効率の良い運転、燃料消費率の低減、そして排気ガスの浄化を得るため、点火時点を所望する時点に正確に制御することが強く要求されるので、点火時点の制御をマイコン(マイクロコンピュータ)を用いて行うようにした従来技術が提案されている。 In order to obtain a safe and efficient operation of the internal combustion engine, a reduction in fuel consumption rate, and purification of exhaust gas, it is strongly required to accurately control the ignition timing to a desired timing. There has been proposed a conventional technique using a (microcomputer).
上記した従来技術は、発電コイル(エキサイタコイル)の出力電圧を直流電圧に変換する電源回路を設け、この電源回路をマイコンの電源とし、また機関の低速時には、パルサコイルから与えられる低速時点火位置信号により点火信号を与えるように構成したものである。 The above-described prior art is provided with a power supply circuit that converts the output voltage of the power generation coil (exciter coil) into a DC voltage, and this power supply circuit is used as a power source for the microcomputer. Thus, an ignition signal is provided.
この構成により、バッテリを用いずにマイコンを動作させることができると共に、マイコンを動作させ得る電圧が得られない機関の低速時においても、点火動作を行わせることができる、と云う優れた機能を発揮する。
しかしながら、上記した従来技術にあっては、内燃機関の回転動作が、充分な慣性効果を得られないことから、内燃機関の圧縮動作が強い制動力として作用してしまい、決して安定しているとは云い難い待機速度域でも、内燃機関の一回転に要する時間に従って決定された回転速度に合わせたタイミングで点火動作を行うので、実際の点火時期が、適正な点火時期に比べて進角する傾向となり、これにより内燃機関の回転動作がさらに不安定となる、と云う問題があった。 However, in the above-described prior art, since the rotation operation of the internal combustion engine cannot obtain a sufficient inertia effect, the compression operation of the internal combustion engine acts as a strong braking force and is never stable. However, since the ignition operation is performed at a timing according to the rotational speed determined according to the time required for one rotation of the internal combustion engine even in the standby speed range, the actual ignition timing tends to advance compared to the proper ignition timing. Thus, there has been a problem that the rotational operation of the internal combustion engine becomes more unstable.
そこで、本発明は、上記した従来技術における問題点を解消すべく創案されたもので、内燃機関の回転動作が、決して安定しているとは云い難い待機速度域では、内燃機関の圧縮工程の慣性効果に与える影響の程度を正確に判定することを技術的課題とし、もって待機速度域における内燃機関の回転動作の安定性を充分に高めることを目的とする。 Therefore, the present invention was devised to solve the above-described problems in the prior art, and in the standby speed range where the rotational operation of the internal combustion engine is hardly stable, the compression process of the internal combustion engine is performed. It is an object of the present invention to accurately determine the degree of influence on the inertial effect and to sufficiently enhance the stability of the rotational operation of the internal combustion engine in the standby speed range.
上記技術的課題を解決する本発明の内、請求項1記載の発明の手段は、
二次側に点火栓を接続した点火コイルと、内燃機関により駆動される磁石発電機内の発電コイルと、点火コイルの一次側に設けられて、発電コイルの出力電圧の順電圧分で充電される充電コンデンサと、点火信号の入力により導通して、充電コンデンサの電荷を点火コイルの一次コイルに放電させる放電用スイッチング素子と、を有する容量放電型内燃機関用点火回路に、出力電圧の順電圧分が、継続した点火動作を得ることができる電圧値として、予め設定した周期検出電圧値に達した点火時期算出開始時点で発生させた周期検出信号に従って、回転速度を算出すると共に、この算出した回転速度に対応した時間信号である点火時期信号を決定する点火時期演算信号を作成して、点火信号を出力するマイコン部を有する点火時点制御装置を組付けた内燃機関用点火装置の待機速度域における点火動作制御方法であること、
内燃機関の回転動作が、逆転発生の可能性が有るとされる程度に不安定な速度域として設定された下限速度域の上限である下限速度と、負荷を稼働させるのに適した作動速度域の下限である作動速度との間の、内燃機関の回転動作が、逆転の発生することはないものの、決して安定してはいない程度に不安定な速度域として設定された、アイドリングを含めた待機速度域では、マイコン部のデータベーステーブルにより、内燃機関の上死点から少し進角した位置までの圧縮工程域を主体とした一定回転角範囲の通過時間を等分し、この等分して得られた各時間範囲に対応するカウント値をそれぞれ点火時期演算信号として決定すること、
この点火時期演算信号を内燃機関の上死点から少し進角した位置に達した時点からカウントし、カウントアップ時に放電用スイッチング素子に点火信号を出力すること、
にある。
Among the present invention for solving the above technical problems, the means of the invention according to
An ignition coil having a spark plug connected to the secondary side, a power generation coil in a magnet generator driven by an internal combustion engine, and a primary side of the ignition coil, which is charged by the forward voltage of the output voltage of the power generation coil A capacitive discharge type internal combustion engine ignition circuit having a charging capacitor and a discharge switching element that conducts when the ignition signal is input and discharges the charge of the charging capacitor to the primary coil of the ignition coil is provided with a forward voltage component of the output voltage. However, as a voltage value at which a continuous ignition operation can be obtained, the rotation speed is calculated according to the cycle detection signal generated at the ignition timing calculation start time when the preset cycle detection voltage value is reached, and the calculated rotation An ignition timing control device having a microcomputer unit that generates an ignition timing calculation signal for determining an ignition timing signal that is a time signal corresponding to speed and outputs an ignition signal It is ignition operation control method in a standby speed region of the attached internal combustion engine ignition apparatus,
The lower limit speed, which is the upper limit of the lower limit speed range that is set as an unstable speed range in which the rotational operation of the internal combustion engine is considered to cause reverse rotation, and the operating speed range suitable for operating the load Rotation operation of the internal combustion engine between the operating speed, which is the lower limit of the engine speed, is set to a speed range that is unstable so that it does not reverse, but is not stable, including idling In the speed range, the microcomputer table database table equally divides the passage time of a fixed rotation angle range mainly in the compression process range from the top dead center to a position slightly advanced from the top dead center. determining count values as respective ignition timing computing signals corresponding to the respective time range which is,
The ignition timing calculation signal is counted from the time when it reaches a position slightly advanced from the top dead center of the internal combustion engine, and an ignition signal is output to the discharge switching element when counting up,
It is in.
この請求項1記載の発明にあっては、容量放電型内燃機関用点火装置の発電コイルの出力電圧から、周期検出信号を得、この周期検出信号から得られた点火時期信号に従って、点火信号を出力することを点火動作の基本動作とする点火制御方法において、待機速度域だけでは、マイコン部のデータベーステーブルにより、内燃機関の上死点から少し進角した位置までの圧縮工程域を主体とした一定回転角範囲の通過時間に従って、カウント値である点火時期演算信号を決定し、この点火時期演算信号を内燃機関の上死点から少し進角した位置に達した時点からカウントし、カウントアップ時に点火動作を行うようにしているのである。
In the invention according to
内燃機関の上死点は、圧縮工程が終了する位置であるので、この上死点から少し進角した位置までの圧縮工程を主体とした一定回転角範囲での内燃機関の回転動作は、速度が、充分な慣性効果を得ることができない待機速度域に位置していることから、圧縮動作に伴う制動作用を強く受ける。 Since the top dead center of the internal combustion engine is a position where the compression process ends, the rotational operation of the internal combustion engine in a constant rotation angle range mainly consisting of the compression process from the top dead center to a position slightly advanced is determined by the speed. However, since it is located in the standby speed range where a sufficient inertial effect cannot be obtained, the braking action accompanying the compression operation is strongly received.
このため、回転速度が一時的に低下することになるが、この上死点から少し進角した位置までの圧縮工程を主体とした一定回転角範囲の通過時間、すなわち回転速度を検出し、このときの1サイクルの回転速度と比較することにより、慣性効果に与える圧縮工程の影響の程度を正確に判定することができる。 For this reason, the rotation speed temporarily decreases, but the passage time of a fixed rotation angle range mainly consisting of a compression process from the top dead center to a position slightly advanced is detected, that is, the rotation speed is detected. By comparing with the rotational speed of one cycle at the time, the degree of influence of the compression process on the inertial effect can be accurately determined.
この正確に判定した慣性効果に与える圧縮工程の影響の程度に従って、上死点から少し進角した位置までの圧縮工程を主体とした一定回転角範囲の通過時間に、待機速度域における回転速度を対応させると共に、上死点から少し進角した位置から、この回転速度時における望ましい点火位置までの時間を、単位時間のカウント値である点火時期演算信号として設定し、これをマイコン部のデータベーステーブルに記憶させる。 According to the degree of the influence of the compression process on the accurately determined inertial effect, the rotation speed in the standby speed range is set to the passage time of a fixed rotation angle range mainly consisting of the compression process from the top dead center to the position slightly advanced. At the same time, the time from the position slightly advanced from top dead center to the desired ignition position at this rotational speed is set as an ignition timing calculation signal that is a count value of unit time, and this is set in the database table of the microcomputer unit Remember me.
すなわち、マイコン部のデータベーステーブルには、上死点から少し進角した位置までの圧縮工程を主体とした一定回転角範囲の通過時間に対応して、点火時期演算信号であるカウント値が記録されているので、内燃機関が上死点から少し進角した位置に達すると、まだ決定されていない点火時期演算信号をカウントし始めると同時に、上死点から少し進角した位置までの圧縮工程を主体とした一定回転角範囲の通過時間を検出し、その値からマイコン部のデータベーステーブルで点火時期演算信号のカウント値を決定するのである。 In other words, the count value, which is the ignition timing calculation signal, is recorded in the database table of the microcomputer unit corresponding to the passage time of a fixed rotation angle range mainly consisting of a compression process from the top dead center to a position slightly advanced. Therefore, when the internal combustion engine reaches a position slightly advanced from top dead center, it starts counting the ignition timing calculation signal that has not yet been determined, and at the same time, performs a compression process to a position slightly advanced from top dead center. The passage time within a fixed rotation angle range as a main body is detected, and the count value of the ignition timing calculation signal is determined from the value in the database table of the microcomputer unit.
このように、カウント値が決定されたならば、このカウント値に従って、内燃機関が上死点から少し進角した位置に達した時点から始めたカウントをカウントアップして点火信号を出力する。 In this way, when the count value is determined, the ignition signal is output by counting up the count that starts when the internal combustion engine reaches a position slightly advanced from the top dead center according to the count value.
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明の手段に、発電コイルの出力電圧の逆電圧分の検出信号である電圧信号により、出力電圧の遅れ側逆電圧分がピーク電圧値に達したピーク検出時点でピーク電圧検出信号を発生させ、内燃機関の上死点から少し進角した位置までの圧縮工程域を主体とした一定回転角範囲の通過時間を、点火時期算出開始時点からピーク検出時点までの時間とした、ことを加えたものである。 According to the second aspect of the present invention, the delayed reverse voltage component of the output voltage reaches the peak voltage value by the voltage signal which is a detection signal of the reverse voltage component of the output voltage of the power generation coil. A peak voltage detection signal is generated at the peak detection time, and the passage time of a fixed rotation angle range mainly in the compression process area from the top dead center to a position slightly advanced from the top dead center is peaked from the start of ignition timing calculation. The time until the detection time is added.
この請求項2記載の発明にあっては、容量放電型内燃機関用点火装置において、発電コイルの出力電力を点火動作に有効に作用させるために、発電コイルの出力電力を、点火時期前の、なるべく近い時期に発生させているが、このように発電コイルの出力電力が、点火時期前の、なるべく近い時期に出力されると云うことは、点火時期が上死点の少し前であることから、発電コイルの出力電力は、圧縮工程を主体とする時間域に出力されることになる。
In the invention according to
それゆえ、点火時期算出開始時点からピーク検出時点までの時間は、内燃機関の上死点から少し進角した位置までの、圧縮工程域を主体とした一定回転角範囲の通過時間となる。 Therefore, the time from the ignition timing calculation start time to the peak detection time is a passing time in a constant rotation angle range mainly composed of the compression process area from the top dead center of the internal combustion engine to a position slightly advanced.
また、点火時期算出開始時点は、発電コイルの出力電圧の順電圧分が、継続した点火動作を得ることができる電圧値として、予め設定した周期検出電圧値に達した時点であり、この点火時期算出開始時点には、同期検出信号が出力されるので、内燃機関が稼働している限り、同期検出信号は必ず出力され、この同期検出信号の出力により点火時期算出開始時点を確実に検知できる。 The ignition timing calculation start time is a time when the forward voltage of the output voltage of the power generation coil reaches a preset cycle detection voltage value as a voltage value that can obtain a continuous ignition operation. Since the synchronization detection signal is output at the calculation start time, the synchronization detection signal is always output as long as the internal combustion engine is operating, and the ignition timing calculation start time can be reliably detected by the output of the synchronization detection signal.
同様に、ピーク検出時点は、ピーク電圧検出信号から確実に検知できるのであるが、ピーク電圧検出信号は、遅れ側逆電圧分がピーク電圧値に達したことを検知して出力するものであるので、磁石発電機のギャップの変動等による電圧の変動の影響を受けることなく、正確にかつ確実に出力され、これによりピーク検出時点も、正確にかつ確実に検知することができる。 Similarly, the peak detection time point can be reliably detected from the peak voltage detection signal, but the peak voltage detection signal detects and outputs that the delayed reverse voltage has reached the peak voltage value. And, it is output accurately and reliably without being affected by the fluctuation of the voltage due to the fluctuation of the gap of the magnet generator, and the peak detection time can also be accurately and reliably detected.
このように、内燃機関の稼働により確実に得られる発電コイルの出力電圧に従って、内燃機関の上死点から少し進角した位置までの圧縮工程域を主体とした一定回転角範囲の通過時間を検知するので、この通過時間の検知が簡単で確実に達成される。 In this way, according to the output voltage of the power generation coil that is reliably obtained by the operation of the internal combustion engine, the passage time of a constant rotation angle range mainly in the compression process range from the top dead center to the position slightly advanced is detected. Therefore, the detection of this passing time is easily and reliably achieved.
本発明は、上記した構成となっているので、以下に示す効果を奏する。
請求項1記載の発明にあっては、待機速度域における、内燃機関の慣性効果に与える圧縮工程の影響の程度を正確に判定することができ、これに従って、上死点から少し進角した位置から、この回転速度時における望ましい点火位置までの時間を、点火時期演算信号として設定するので、常に適正位置での点火動作を得ることができ、安定して良好な点火動作を維持することができる。
Since the present invention has the above-described configuration, the following effects can be obtained.
In the first aspect of the invention, it is possible to accurately determine the degree of influence of the compression process on the inertial effect of the internal combustion engine in the standby speed range, and according to this, a position slightly advanced from the top dead center Since the time to the desired ignition position at this rotational speed is set as the ignition timing calculation signal, it is possible to always obtain an ignition operation at an appropriate position and to maintain a stable and favorable ignition operation. .
また、各回転速度に対応して設定された点火時期演算信号は、予めマイコン部のデータベーステーブルに記憶されているので、適正な点火時期演算信号の決定は、正確にかつ速やかに達成できることになる。 Further, since the ignition timing calculation signal set corresponding to each rotation speed is stored in advance in the database table of the microcomputer unit, the determination of the appropriate ignition timing calculation signal can be achieved accurately and promptly. .
請求項2記載の発明にあっては、点火時期算出開始時点からピーク検出時点までの時間を、内燃機関の上死点から少し進角した位置までの、圧縮工程域を主体とした一定回転角範囲の通過時間に正確に対応させることができ、これにより得られる点火時期演算信号は適正なものとなる。
In the invention according to
また、内燃機関の稼働により確実に得られる発電コイルの出力電圧に従って、内燃機関の上死点から少し進角した位置までの圧縮工程域を主体とした一定回転角範囲の通過時間を検知するので、通過時間の検知が簡単で確実に達成され、待機速度域における、安定して良好な点火動作を簡単に得ることができる。 In addition, according to the output voltage of the power generation coil that is reliably obtained by the operation of the internal combustion engine, it detects the passage time of a constant rotation angle range mainly in the compression process area from the top dead center to a position slightly advanced from the top dead center. The detection of the passage time is simple and surely achieved, and a stable and good ignition operation in the standby speed range can be easily obtained.
以下、本発明の好ましい実施形態例を、図面を参照しながら説明する。
図1は、容量放電型点火回路と組合わさって内燃機関用点火装置を構成する、本発明による点火時期制御装置1の回路構成を示す回路図で、点火時期制御装置1は、定電圧電源部2とマイコン部3と周期信号発生部4と逆電圧分電圧検出部5とから構成されている。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a circuit diagram showing a circuit configuration of an ignition
点火時期制御装置1が組付けられる容量放電型点火回路は、二次側に点火栓9を接続している点火コイル8と、内燃機関により駆動される磁石発電機を構成する発電コイル6と、点火コイル8の一次側に設けられて、発電コイル6の出力電圧Eの順電圧分e1で充電される充電コンデンサc6と、この充電コンデンサc6の電荷を導通により点火コイル8の一次コイルに放電させる、放電用スイッチング素子7とを有して構成されている。
A capacity discharge type ignition circuit to which the ignition
発電コイル6に誘起した出力電圧Eの順電圧分e1は、充電用ダイオードd3を通って充電コンデンサc6に充電され、この充電コンデンサc6に充電された電荷は、放電エネルギー回生用ダイオードd7を逆並列接続し、ゲート安定化抵抗r8を接続したサイリスタである放電用スイッチング素子7のトリガにより点火コイル8の一次コイルに放電され、これにより点火コイル8の二次コイルに高電圧を誘起して点火栓9に火花放電を発生させて、内燃機関を点火動作させる。
The forward voltage component e1 of the output voltage E induced in the
点火時期制御装置1の定電圧電源部2は、発電コイル6の出力電圧Eの逆電圧分e2(図2参照)を充電して、一定電圧値の出力を、マイコン部3、周期信号発生部4、逆電圧分電圧検出部5に供給するもので、整流ダイオードd4で整流された発電コイル6の出力電圧Eの逆電圧分e2を、電流制限抵抗r1を通して、過電圧防止用ツェナーダイオード22を並列接続している電源コンデンサc1に充電し、この充電電圧が予め設定された一定電圧値に達すると、ベースに電圧安定化ツェナーダイオード21とベース抵抗r2とを接続した電圧安定化トランジスタ20が導通して、一定電圧を出力する。
The constant voltage
この定電圧電源部2の一定電圧値は、マイコン部3のマイコン30の動作可能電圧の上限値に近い値、具体的には5Vに設定されており、これにより定電圧出力信号中にサージノイズが侵入したとしても、このサージノイズの影響を受けないようにしている。
The constant voltage value of the constant voltage
マイコン部3は、マイコン30とリセットIC32とから構成されていて、定電圧電源部2の出力端子に並列に挿入接続されたリセットIC32は、リセットノイズ除去用コンデンサc3を接続した出力端子を、マイコン30のリセットポートに接続し、定電圧電源部2の出力電圧値が予め設定した一定値に達したことを検出して、マイコン30を立ち上げる。
The
クロック発生部31を組付けたマイコン30は、電源ノイズ除去用コンデンサc2を介して定電圧電源部2から定電圧信号を入力し、点火信号供給用抵抗r3を介して点火信号s4を、放電用スイッチング素子7に出力する。
The
周期信号発生部4は、定電圧電源部2から定電圧信号を、波形整形用抵抗r5を介して、信号発生トランジスタ40に与えておき、信号発生トランジスタ40のベースに接続された検出ツェナーダイオード41と電圧検出抵抗r4との直列回路により、発電コイル6の出力電圧Eの順電圧分e1が、予め設定した周期検出電圧値v1を越えたならば、信号発生トランジスタ40をオンさせ、この信号発生トランジスタ40と波形整形用抵抗r5との接続点の電位を、周期検出信号s1としてマイコン部3に出力する。
The periodic
なお、信号発生トランジスタ40と波形整形用抵抗r5との直列回路には、ノイズ除去用ダイオードd1とノイズ除去用コンデンサc4との直列回路が並列接続されている。
Note that a series circuit of a noise removing diode d1 and a noise removing capacitor c4 is connected in parallel to the series circuit of the
逆電圧分電圧検出部5は、発電コイル6の出力電圧Eの遅れ側逆電圧分e2を、電圧設定用分圧抵抗r6とr7との直列回路に加え、両電圧設定用分圧抵抗r6、r7の分圧点の電圧を電圧信号s6として、マイコン部3に出力する。なお、両電圧設定用分圧抵抗r6、r7の分圧点とアースとの間には、ノイズ除去用コンデンサc5を接続し、また分圧点と定電圧電源部2との間にはノイズ除去用ダイオードd2が接続されている。
The reverse voltage
周期信号発生部4で設定した周期検出電圧値v1は、内燃機関を安定して起動させることができる回転速度域になって得られる順電圧分e1の値に従って、例えば40V程度に設定されるが、この順電圧分e1の値が周期検出電圧値v1に達するのと前後して、定電圧電源部2の定電圧出力信号が出力されるので、周期検出信号s1の出力とほぼ同時にマイコン30が立ち上げられる。
The period detection voltage value v1 set by the
マイコン30は、周期検出信号s1が入力されると、この入力時点を点火時期算出開始時点t1として、次の点火時期算出開始時点t1までの時間を測定して回転速度を演算し、この演算した回転速度に対応した点火時期を、予め記憶した多数のデータの中から選定して、この次の点火時期算出開始時点t1が位置するサイクルの点火時期演算信号s5を作成する。
When the period detection signal s1 is input, the
また、マイコン30は、逆電圧分電圧検出部5から電圧信号s6が入力されると、これをA/Dコンバータに入力し、遅れ側逆電圧分e2の電圧値がピーク電圧値v2に達したことを検出するピーク電圧検出信号s2をピーク検出時点t3に、また内燃機関の上死点にできる限り近く位置し、かつ確実に検出できる値、例えば0.3Vに設定された起動電圧値v3に達したことを検出する起動電圧検出信号s3を起動時点t2に出力する。
In addition, when the voltage signal s6 is input from the reverse voltage
そして、マイコン30は、内燃機関の回転動作が、逆転発生の可能性が有るとされる程度に不安定な速度域として設定された下限速度域xの上限である下限速度uと、負荷を稼働させるのに適した作動速度域zの下限である作動速度wとの間の、内燃機関の回転動作が、逆転の発生することはないものの、決して安定してはいない程度に不安定な速度域として設定された、アイドリングを含めた待機速度域yに、測定した回転速度がある場合には、点火時期算出開始時点t1からピーク検出時点t3までの時間、すなわち内燃機関の上死点から少し進角した位置までの圧縮工程を主体とした一定回転角範囲の通過時間に従って、点火時期演算信号s5を決定する。
Then, the
すなわち、予め、待機速度域y内における各回転速度毎に、点火時期算出開始時点t1からピーク検出時点t3までの時間に従って速度を算出し、この算出した速度に従って、ピーク検出時点t3から望ましい点火時期までの時間を点火時期演算信号s5として算出して、その結果をデータベーステーブルに記録しておき、測定した点火時期算出開始時点t1からピーク検出時点t3までの時間を、このデータベーステーブルに突き合わせて、点火時期演算信号s5を決定するのである。 That is, the speed is calculated in advance according to the time from the ignition timing calculation start time t1 to the peak detection time t3 for each rotational speed in the standby speed range y, and the desired ignition timing is determined from the peak detection time t3 according to the calculated speed. Is calculated as an ignition timing calculation signal s5, the result is recorded in a database table, and the measured time from the ignition timing calculation start time t1 to the peak detection time t3 is matched with this database table, The ignition timing calculation signal s5 is determined.
図7は、待機速度域yを回転速度1500〜4000rpmの範囲に設定した場合におけるデータベーステーブルの内容例を示すもので、回転速度1500〜4000rpmの範囲に対応する点火時期算出開始時点t1からピーク検出時点t3までの時間(ms)範囲である、2.56〜4.61msの時間範囲を、高速側を0番地として八つに等分し、各番地に、等分された各時間範囲に、対応する点火時期演算信号s5としてのカウント値をそれぞれ算出して設定している。
FIG. 7 shows an example of the contents of the database table when the standby speed range y is set in the range of the
なお、回転速度(rpm)は、データベーステーブルに記録されているものではなく、参考データとして、各時間(ms)範囲に対応する回転速度(rpm)範囲として添付されたもので、この各回転速度(rpm)範囲の値から明らかなように、慣性効果が充分でない2200rpmまでは低速域では、100rpm毎に一つの番地に対応しているのに対し、必要とする慣性効果が得られるようになる2200〜4000rpmの範囲は、一つの番地である0番地にまとめられている。 The rotation speed (rpm) is not recorded in the database table, but is attached as a rotation speed (rpm) range corresponding to each time (ms) range as reference data. As is apparent from the value in the (rpm) range, the inertial effect required can be obtained in contrast to one address every 100 rpm in the low speed range up to 2200 rpm where the inertial effect is not sufficient. The range of 2200 to 4000 rpm is grouped into 0 address which is one address.
この図7のデータベーステーブルの内容例に示されているように、通過時間である時間(ms)が長いほど、すなわち回転速度(rpm)が低速度であるほど、カウント値は加速度的に大きくなっており、このことからも、慣性効果に対する圧縮工程の制動作用が、速度の低下に従って急激に増大することが解る。 As shown in the example of the contents of the database table in FIG. 7, the count value increases at an accelerated rate as the passage time (ms) is longer, that is, as the rotational speed (rpm) is lower. From this, it can be seen that the braking action of the compression process against the inertial effect increases rapidly as the speed decreases.
次に、点火装置の動作を、起動時から順に説明する。
内燃機関を回転させて、定電圧電源部2から一定電圧が出力されると、これをリセットIC32が検知して、マイコン30を、そのリセットを解除して立ち上げるので、マイコン30は、初期設定を行ってから待機状態に入る。
Next, operation | movement of an ignition device is demonstrated in order from the time of starting.
When a constant voltage is output from the constant voltage
この状態から(以下、図2参照)、最初の周期検出信号s1が入力されると、これに従って直後に入力される電圧信号s6から、予め設定した起動電圧値v3を検出して起動電圧検出信号s3を発生させ、この起動電圧検出信号s3の発生に従って、直ちに点火信号s4を点火回路の放電用スイッチング素子7に出力して点火動作を行い、内燃機関を安全にかつ確実に起動させる。 From this state (refer to FIG. 2 below), when the first cycle detection signal s1 is input, the startup voltage value v3 set in advance is detected from the voltage signal s6 that is input immediately after this, and the startup voltage detection signal is detected. s3 is generated, and in response to the generation of the starting voltage detection signal s3, the ignition signal s4 is immediately output to the discharge switching element 7 of the ignition circuit to perform an ignition operation, thereby starting the internal combustion engine safely and reliably.
この点火時点を起動時点t2とした点火動作は、ケッチンを起こすことなく安全にかつ確実に行われるので、回転動作が必ずしも安定しない起動し始めの時期、すなわち起動モード時には、予め設定した時間または速度設定した下限速度域x(例えば、700〜1500rpm)で、点火時点を起動時点t2にして運転する。 Since the ignition operation with the ignition time t2 as the start time t2 is performed safely and reliably without causing any kicking, a predetermined time or speed is set at the start time when the rotation operation is not always stable, that is, in the start mode. In the set lower speed range x (for example, 700-1500 rpm), the ignition time is set to the start time t2, and the operation is performed.
起動モード経過後に、内燃機関の回転速度が下限速度域xの上限である下限速度u以下となった場合には、内燃機関の回転動作がきわめて不安定である、下限速度域xの下半領域(例えば、700〜1000rpm)では、専用に設けたトリガコイル(図示省略)の誘起電圧が、放電用スイッチング素子7のトリガ電圧に達した時点を点火時期とし、内燃機関の回転動作が不安定である、下限速度域xの上半領域(例えば、1000〜1500rpm)では、点火時期算出開始時点t1からピーク検出時点t3までの時間に従ったカウント値を、マイコン30のデータベーステーブルから読み出し、このカウント値をピーク検出時点t3からカウントし、カウントアップ時に点火信号s4を出力する(図3参照)。
After the start-up mode, when the rotational speed of the internal combustion engine becomes equal to or lower than the lower limit speed u, which is the upper limit of the lower limit speed range x, the rotational operation of the internal combustion engine is extremely unstable. (For example, 700 to 1000 rpm), when the induced voltage of a dedicated trigger coil (not shown) reaches the trigger voltage of the discharge switching element 7, the ignition timing is set, and the rotational operation of the internal combustion engine is unstable. In a certain upper half region (for example, 1000 to 1500 rpm) of the lower limit speed region x, a count value according to the time from the ignition timing calculation start time t1 to the peak detection time t3 is read from the database table of the
すなわち、フライホイールの慣性効果が充分に発揮されないことにより、内燃機関の回転動作が安定しない下限速度域xでは、上死点にできる限り近い進角位置を点火時期とすることにより、高い確実性で点火動作を持続するようにする。 That is, since the inertial effect of the flywheel is not sufficiently exhibited, in the lower limit speed range x where the rotational operation of the internal combustion engine is not stable, the advance timing position as close as possible to the top dead center is set as the ignition timing, thereby achieving high reliability. To keep the ignition operation.
内燃機関の回転速度が、下限速度域xの上限値である下限速度uから、負荷を稼働させるのに適した作動速度域zの下限値である作動速度wまでの、回転動作が安定しているとは云い難い、アイドリングを含めた待機速度域y(例えば、1500〜4000rpm)に上昇したならば、図3に示すように、点火時期算出開始時点t1からピーク検出時点t3までの時間に従ったカウント値を、マイコン30のデータベーステーブル(図7参照)から読み出し、このカウント値をピーク検出時点t3からカウントし、カウントアップ時に点火信号s4を出力する。 The rotational speed of the internal combustion engine is stable from the lower limit speed u which is the upper limit value of the lower limit speed range x to the operating speed w which is the lower limit value of the operating speed range z suitable for operating the load. If it rises to a standby speed range y including idling (for example, 1500 to 4000 rpm), it follows the time from the ignition timing calculation start time t1 to the peak detection time t3 as shown in FIG. The counted value is read from the database table of the microcomputer 30 (see FIG. 7), the counted value is counted from the peak detection time t3, and the ignition signal s4 is output at the time of counting up.
この待機速度域yでは、図7に示したデータベーステーブルに記録されたカウント値の変化から明らかなように、回転速度が1500〜2000rpmの範囲では、時間(ms)が短くなるに従って、すなわち回転速度が上昇するに従って、カウント値が急速に小さくなって、点火時期を急速に進角させるが、回転速度が2000〜4000rpmの範囲では、回転速度の上昇にもかかわらず、カウント値に変化はなく、点火時期の変化は殆どない。 In this standby speed range y, as apparent from the change in the count value recorded in the database table shown in FIG. 7, when the rotational speed is in the range of 1500 to 2000 rpm, the time (ms) becomes shorter, that is, the rotational speed. As the value increases, the count value rapidly decreases and the ignition timing is rapidly advanced. However, in the range of 2000 to 4000 rpm, there is no change in the count value in spite of the increase in the rotation speed. There is almost no change in the ignition timing.
内燃機関の回転速度が、作動速度wを越えて、負荷を結合して稼動するのに適した作動速度域zに達すると、図4に示すように、前回の周期検出信号s1の入力時点である点火時期算出開始時点t1から今回の点火時期算出開始時点t1までの時間から、この今回の点火時期算出開始時点t1での回転速度を算出し、この算出した回転速度に対応して予め設定記憶させてある点火時期信号を選定する点火時期演算信号s5を得、この点火時期演算信号s5で得た点火時期信号を今回の点火時期算出開始時点t1からカウントし、点火時期信号の時間経過後に点火信号s4を出力する。 When the rotational speed of the internal combustion engine exceeds the operating speed w and reaches an operating speed range z suitable for operating with a load, as shown in FIG. 4, at the time when the previous cycle detection signal s1 is input. From the time from a certain ignition timing calculation start time t1 to the current ignition timing calculation start time t1, the rotational speed at the current ignition timing calculation start time t1 is calculated, and stored in advance corresponding to the calculated rotational speed. An ignition timing calculation signal s5 for selecting the ignition timing signal that has been set is obtained, and the ignition timing signal obtained by the ignition timing calculation signal s5 is counted from the current ignition timing calculation start time t1, and ignition is performed after the ignition timing signal has elapsed. The signal s4 is output.
この作動速度域zにあっては、各回転速度に最も適合した進角が得られるので、内燃機関の出力は充分に高められ、結合した負荷の効率の良い稼動を得ることができる。 In this operating speed range z, since the advance angle most suitable for each rotational speed is obtained, the output of the internal combustion engine can be sufficiently increased, and the combined load can be operated efficiently.
内燃機関の回転速度が、作動速度域zの上限値(例えば、8000rpm)を越えると、図5に示すように、点火時期演算信号s5が、得られた点火時期信号よりもその時間が長くなり、このため点火信号s4を得ることができなくなるので、前のサイクルの点火時期演算信号s5で得られた点火時期信号を、そのまま次のサイクルで使用する。 When the rotation speed of the internal combustion engine exceeds the upper limit value (for example, 8000 rpm) of the operating speed range z, as shown in FIG. 5, the ignition timing calculation signal s5 becomes longer than the obtained ignition timing signal. Therefore, since the ignition signal s4 cannot be obtained, the ignition timing signal obtained from the ignition timing calculation signal s5 of the previous cycle is used as it is in the next cycle.
図6は、図示した実施形態例の進角特性線kの一例を示すもので、キックバックエリアmに近接している下限速度域x(700〜1500rpm)では、殆ど進角することはなく、確実な回転動作を得るようにしており、待機速度域y(1500〜4000rpm)では、1500〜2000rpmの下半領域では、速やかに安定した慣性効果を得ることができるように、大幅な進角を行っており、2000〜4000rpmの上半領域では、安定して経済的なアイドリング状態を得るために、殆ど進角しない状態となっている。 FIG. 6 shows an example of the advance characteristic line k of the illustrated embodiment. In the lower limit speed range x (700 to 1500 rpm) close to the kickback area m, there is almost no advance. In order to obtain a reliable rotational operation, in the waiting speed range y (1500 to 4000 rpm), in the lower half region of 1500 to 2000 rpm, a large advance angle is obtained so that a stable inertia effect can be obtained quickly. In the upper half region of 2000 to 4000 rpm, in order to obtain a stable and economical idling state, there is almost no advance angle.
回転速度が作動速度w(4000rpm)に達すると、ステップ進角すると同時に作動速度域zに入り、高速上限速度である8000rpmまでは、最も効率の良い進角動作を行う。 When the rotation speed reaches the operation speed w (4000 rpm), the step advance angle is entered, and at the same time, the operation speed range z is entered, and the most efficient advance angle operation is performed up to the high speed upper limit speed of 8000 rpm.
1 ; 点火時期制御装置
2 ; 定電圧電源部
20 ; 電圧安定化トランジスタ
21 ; 電圧安定化ツェナーダイオード
22 ; 過電圧防止用ツェナーダイオード
c1 ; 電源コンデンサ
r1 ; 電流制限抵抗
r2 ; ベース抵抗
3 ; マイコン部
30 ; マイコン
31 ; クロック発生部
32 ; リセットIC
c2 ; 電源ノイズ除去用コンデンサ
c3 ; リセットノイズ除去用コンデンサ
r3 ; 点火信号供給用抵抗
4 ; 周期信号発生部
40 ; 信号発生トランジスタ
41 ; 検出ツェナーダイオード
r4 ; 電圧検出抵抗
r5 ; 波形整形用抵抗
d1 ; ノイズ除去用ダイオード
c4 ; ノイズ除去用コンデンサ
5 ; 逆電圧分電圧検出部
r6 ; 電圧設定用分圧抵抗
r7 ; 電圧設定用分圧抵抗
d2 ; ノイズ除去用ダイオード
c5 ; ノイズ除去コンデンサ
6 ; 発電コイル
7 ; 放電用スイッチング素子
8 ; 点火コイル
9 ; 点火栓
c6 ; 充電コンデンサ
d3 : 充電用ダイオード
d4 ; 整流ダイオード
d5 ; 整流ダイオード
d6 ; 整流ダイオード
d7 ; 放電エネルギー回生用ダイオード
r8 ; ゲート安定化抵抗
E ; 出力電圧
e1 ; 順電圧分
e2 ; 逆電圧分
v1 ; 周期検出電圧値
v2 ; ピーク電圧値
v3 ; 起動電圧値
s1 ; 周期検出信号
s2 ; ピーク電圧検出信号
s3 ; 起動電圧検出信号
s4 ; 点火信号
s5 ; 点火時期演算信号
s6 ; 電圧信号
t1 ; 点火時期算出開始時点
t2 ; 起動時点
t3 ; ピーク検出時点
x ; 下限速度域
y ; 待機速度域
z ; 作動速度域
u ; 下限速度
w ; 作動速度
k ; 進角特性線
m ; キックバックエリア
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c2; power supply noise removal capacitor c3; reset noise removal capacitor r3; ignition
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