JPH0118261B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、自動車用エンジン等の内燃機関の点
火装置におけるドエル時間の制御方法に関するも
のである。

従来の内燃機関用点火装置としては、例えば第
１図に示すようなものである。該第１図ａは、入
力信号電圧のバイアス電圧による導通比率可変制
御回路を、また同図ｂは、低速時および高速時に
おける入力信号コイル１０の出力電圧ａおよび
a′とバイアス電圧ｂ，b′との関係を示す図であ
る。第１図ａに基づいて、その構成を簡単に説明
する。一端を接地したバツテリ１、電源スイツチ
２、イグニツシヨンコイル３の一次コイル４およ
びトランジスタＴの直列回路において、該トラン
ジスタＴのベースに対し、点火時期補正回路６、
抵抗８およびバイアス回路７が並列に接続され、
電源と点火時期補正回路６および抵抗８の他端と
の間が抵抗９によつて接続されているとともに、
該接続点とバイアス回路７の他端との間がダイオ
ードＤにより接続され、該接続点とアースとの間
に入力信号コイル１０およびコンデンサ１１が接
続され、かつバイアス回路７中のコンデンサのア
ース側が接地されているものである。クランク角
センサとして、図示してない電磁式信号発生装置
を用い、内燃機関の回転にともなつて、入力信号
コイル１０に鋸歯状の入力信号を発生させるもの
である。なお５はイグニツシヨンコイル３の二次
コイルを示す。

つぎに作用について簡単に述べると、従来の上
記点火装置においては、入力信号コイル１０の鋸
歯状のアナログ信号と回転数によりきまるバイア
ス電圧によつて、イグニツシヨンコイル３の一次
コイル４に流れる電流をON／OFFする方法にな
つているため、第１図ｂに示すように、内燃機関
の回転が低いときは、イグニツシヨンコイルの一
次電流がバイアス電圧ｂによつて、Ａ，Ｂ，Ｃの
各点でON／OFF制御され、回転が高いときは、
一次電流がバイアス電圧b′によつて、A′，B′，
C′の各点でON／OFF制御される。そのため入力
信号コイル１０に発生する鋸歯状の入力信号波形
により、ドエル時間が大きく左右されるという問
題点があつた。

本発明は上記のごとき従来技術の問題を解決
し、ドエル時間を回転速度に拘らず所望の値に制
御することの出来る内燃機関用点火装置を提供す
ることを目的とする。

上記の目的を達成するため本発明においては、
クランク軸の回転に応じて一回の点火時期を一周
期とする方形波の信号を出力するクランク角セン
サと、該クランク角センサの信号が所定の一方の
レベル（例えばHiレベル）である間は該信号を
第１の所定の積分時定数で所定方向に積分し、該
信号が他方のレベル（例えばLowレベル）であ
る間は第２の所定の積分時定数で逆方向に積分し
てその値が所定値に達するとその値に維持し、か
つ、上記所定方向から逆方向へ切り替わる時点で
上記積分値を所定量だけ逆方向側へシフトし、積
分値が上記逆方向側で所定値に維持されている間
をドエル時間として点火コイルに通電し、クラン
ク角センサ信号が上記他方のレベルから一方のレ
ベルに切り替わつた時点で点火を行わせる制御手
段とを備えるように構成している。

なお、上記のごとき方形波を出力するクランク
角センサとしては、例えば、クランク軸に連動し
て回転するスリツトのある遮光板と、光源と、受
光素子（フオトダイオード等）とからなる光学的
クランク角センサがある。

また、上記の第１の積分時定数と第２の積分時
定数とは、同じ値の場合（例えば後記第４図に示
す場合）と異なる場合（例えば後記第７図に示す
場合）とがある。

以下、本発明を図面に基づいて説明する、第２
図は、本発明の一実施例図、第３図は、本発明に
よるドエル時間制御回路の一実施例図、第４図
は、内燃機関の回転が低い場合の動作タイムチヤ
ートを、また第５図は、回転が低い場合と高い場
合の動作タイムチヤートを同じタイミングで比較
したものである。

第２図によつて、本発明の構成を説明する。な
お従来例の第１図を含めて、同一または同等のも
のには同一符号を付ける。一端を接地したバツテ
リ１、電源スイツチ２、イグニツシヨンコイル３
の一次コイル４および一次電流ON／OFF用トラ
ンジスタＴを直列に接続し、クランク角センサ１
０′、ドエル時間制御回路１２および前記トラン
ジスタＴのベースを直列接続してなるものであ
る。

つぎに第３図に基づいて、本発明の要部である
ドエル時間制御回路１２の内容を説明する。クラ
ンク角センサ１０′から入力端子１３に入力した
入力信号は分岐して、一方は、一端を演算増幅
器（以下OPアンプと記す）OP₁の反転入力端
に接続された抵抗R₁に入力する。該抵抗R₁とOP
アンプOP₁および該OPアンプOP₁の反転入力端
と出力端との間を、コンデンサC₁により接続
して構成した回路は、積分回路を構成している。
他方は抵抗R₅を経て、トランジスタT₁のベース
に入力する。該トランジスタT₁のエミツタを接
地し、コレクタは抵抗R₆を介して図示してない
直流電源に接続されている。OPアンプOP₁の非
反転入力端とアースとの間に直列に接続されて
いる分圧抵抗R₉，R₈の中間点と前記トランジス
タT₁のコレクタ間は、分圧抵抗R₇によつて接続
されている。OPアンプOP₂の反転入力端と前
記OPアンプOP₁の出力端との間を短絡し、かつ
非反転入力端と該OPアンプOP₂の出力端間に
抵抗R₄を接続して、該非反転入力端に、図示
してない直流電源とアース間に直列に接続された
分圧抵抗R₂，R₃間の中間点を接続した回路は、
レベル判定回路を構成している。前記OPアンプ
OP₂の出力端には、さらに一端が図示してない直
流電源に接続された抵抗R₁₀、また一端がトラン
ジスタT₂のベースに接続された抵抗R₁₁が接続さ
れ、さらに出力端子１４が接続されている。上記
トランジスタT₂のエミツタは接地され、コレク
タには、一端を図示してない直流電源に接続した
抵抗R₁₂の他端が接続され、該接続点に接続され
た抵抗R₁₃の他端には、トランジスタT₃のベース
とコンデンサC₂が並列に接続されており、該ト
ランジスタT₃のエミツタは接地され、コレクタ
は、前記コンデンサC₂の他端が接続されるとと
もに、上述のトランジスタT₁のコレクタと短絡
されており、抵抗R₁₃、コンデンサC₂およびトラ
ンジスタT₃によつて積分回路が構成されている。

つぎに本発明の作用を説明する。クランク角セ
ンサ１０′からの入力信号が、第４図に示すよ
うにＨレベルのときには、トランジスタT₁はON
状態となり、OPアンプOP₁の非反転入力端は
Ｌレベルとなる。このときOPアンプOP₁と抵抗
R₁およびコンデンサC₁によつて構成される前記
積分回路により、前記入力信号が積分された出
力が得られる。このときOPアンプOP₂と抵抗
R₂，R₃，R₄によつて構成される上記レベル判定
回路の出力は、Ｈレベルとなり、トランジスタ
T₂はON状態となる。クランク角センサ１０′か
らの入力信号が第４図に示すように、Ｈレベル
からＬレベルに変化すると、トランジスタT₁は
OFF状態となり、OPアンプOP₁の非反転入力端
の電圧は、抵抗R₆，R₇，R₈の値によつてきま
る電圧となる。この入力信号の変化によつて、
OPアンプOP₁の出力がシフトされるとともに、
入力信号がＨレベルのときとは逆の方向に積分
を開始する。レベル判定回路は、上記積分回路の
出力の変化を検出して、該レベル判定回路の出
力を、ＨレベルからＬレベルに変化させる。な
お上述の動作におけるOPアンプOP₂の非反転入
力端における電圧変化を示したのが第４図の
波形である。レベル判定回路の出力が、Ｈレベ
ルからＬレベルに変化すると、トランジスタT₂
もOFFとなり、抵抗R₁₃、コンデンサC₂およびト
ランジスタT₃によつて構成される前記積分回路
が、図示してない直流電源とトランジスタT₃の
接地したエミツタ間の分圧抵抗R₁₂，R₁₃による
分圧電圧によつて動作状態となり、トランジス
タT₃の出力によつて、OPアンプOP₁の非反転
入力端が、再び上記シフト前の状態に徐々に戻
される。この場合の時定数τ₁＝R₁×C₁は、τ₂＝
R₁₃×C₂より小さくしてある。そして、クランク
角センサ１０′からの入力信号が、Ｌレベルか
らＨレベルに変化したときに、トランジスタT₁
は再びON状態となり、始めの動作状態に復帰す
る。なお、上記の一連の動作におけるトランジス
タT₁およびT₃の動作波形を示したのが、第４図
のT₁およびT₃の波形である。また該第４図は、
前述のように、内燃機関の回転が低い場合の動作
タイムチヤートを示したもので、第５図は、前記
の回転が低い場合と、高い場合との動作タイムチ
ヤートを同じタイミングで比較したもので、第４
図および第５図中のθが、ドエル時間である。前
述のOPアンプOP₁、コンデンサC₁および抵抗R₁
によつて構成された前記積分回路の時定数τ₁＝
R₁×C₁は、クランク角センサ１０′からの入力信
号がどのような周期で入力されても、変化する
ことなく一定であるため、上記シフトした量に比
例した一定のドエル時間が得られる。

なお、前記第２図において、トランジスタＴ
は、上記のレベル判定回路の出力が“Ｈ”の間
はオフになり、“Ｌ”の間はオンになる。すなわ
ち、ドエル時間θの間（波形が所定レベル以上
の間）はトランジスタＴがオンになつてイグニツ
シヨンコイル３に通電され、出力が“Ｈ”に立
ち上がつた時点（入力信号が“Ｈ”に立ち上が
つた時点）で電流が遮断されて点火が行われるこ
とになる。

つぎに本発明の別の一実施例を図面に基づいて
説明する。第６図は、本発明の別の一実施例図、
第７図は、動作タイムチヤートを示す。本実施例
は、第３図について詳述したドエル時間制御回路
１２中の抵抗R₁と並列に、ダイオードD₁と抵抗
R₁₄との直列回路を接続したものである。

上記のようにOPアンプOP₁、コンデンサC₁お
よび抵抗R₁によつて構成された前記積分回路に、
ダイオードD₁と抵抗R₁₄とを加えることにより、
クランク角センサ１０′からの入力信号が、Ｈ
レベルのときと、Ｌレベルのときとで、該積分回
路の時定数を変化させるようにしたもので、この
ような回路構成にすれば、内燃機関の回転が極め
て高い場合においても、ドエル時間を一定に保つ
ことが、一層可能となる。

以上に説明したように、本発明は、その構成
を、クランク角センサからの入力信号を積分回路
に加えるとともに、該センサからの入力信号のＬ
レベルからＨレベルまたはＨレベルからＬレベル
への反転にともなつて、積分回路からの出力が反
転するときに、該出力をシフトさせる構造にした
ため、該シフト量によつてきめられるドエル時間
を制御することができるという効果が得られる。

さらに本発明においては、以下のような効果が
ある。すなわち、積分値をシフトさせる量が、抵
抗R₆，R₇，R₈によつて一定にきめられているが、
電界効果トランジスタのような素子を用いて制御
できるようにすることにより、ドエル時間をバツ
テリ電圧に応じて変化させることもできる。

また制御回路として、マイクロコンピユータの
ようにデイジタル素子を用いる場合には、クラン
ク角センサからの入力信号の１周期をタイマによ
り計測して、該計測値からドエル時間相当量を差
し引いた後、一定時間間隔で引き算を行ない、該
計測値が０になつたとき、イグニツシヨンコイル
に通電を開始するようにすれば、上述同様にドエ
ル時間を制御することができる。

さらに、上記制御方法の応用として、１周期の
計測値を、そのまま一定時間間隔で引き算を繰り
返えし、該引き算値の合計がドエル時間相当量に
達したときに、イグニツシヨンコイルに通電を開
始するようにすれば、上述同様にドエル時間を制
御することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来例を示す図、第２図は、本発明
の一実施例図、第３図は、本発明によるドエル時
間制御回路の一実施例図、第４図は、内燃機関の
回転が低い場合の動作タイムチヤート、第５図
は、回転が低い場合と高い場合との動作タイムチ
ヤートを同じタイミングで比較した図、第６図
は、本発明の別の一実施例図、第７図は、同動作
タイムチヤートを示す。 １……バツテリ、Ｔ……トランジスタ、３……
イグニツシヨンコイル、４……一次コイル、１
０′……クランク角センサ、１２……ドエル時間
制御回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ クランク軸の回転に応じて一回の点火時期を
   一周期とする方形波の信号を出力するクランク角
   センサと、該クランク角センサの信号が所定の一
   方のレベルである間は該信号を第１の所定の積分
   時定数で所定方向に積分し、該信号が他方のレベ
   ルである間は第２の所定の積分時定数で逆方向に
   積分してその値が所定値に達するとその値に維持
   し、かつ、上記所定方向から逆方向へ切り替わる
   時点で上記積分値を所定量だけ逆方向側へシフト
   し、積分値が上記逆方向側で所定値に維持されて
   いる間をドエル時間として点火コイルに通電し、
   クランク角センサ信号が上記他方のレベルから一
   方のレベルに切り替わつた時点で点火を行わせる
   制御手段とを備えた内燃機関用点火装置。 ２ 上記クランク角センサは、一方のレベルと他
   方のレベルとのパルス幅が同一の対称な方形波を
   出力するものであり、また、上記制御手段の上記
   第１の積分時定数と第２の積分時定数とが同じ値
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の内燃機関用点火装置。 ３ 上記クランク角センサは、上記一方のレベル
   のパルス幅が他方のパルス幅より狭い非対称な方
   形波を出力するものであり、また、上記制御手段
   の上記第１の積分時定数より第２の積分時定数が
   大きな値であることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の内燃機関用点火装置。