JPH01227870A - 点火時期制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕。

この発明はエンジンの点火時期を電子的に制御する点火
時期制御装置に関する。

〔従来の技術〕

第３図乃至第５図は従来の点火時期制御装置を示すもの
である。図において（１）は４サイクル４気筒エンジン
のクランク軸、（２）はこのクランク軸に固定され軸回
転とともに回転する円板と、この円板の円周上には１８
０°　の間隔で離間した位置に磁性体く３Ａ）、（３Ｂ
）が固定装着されている。（４Ｃ）、（４Ｄ）は上記円
板（２）の外周に近接し互いに所定の角度差を持って配
設され、上記磁性体（３Ａ）あるいは（３Ｂ）と対向し
た時に基準位置パルスＰｃ　、　Ｐｄをそれぞれ発する
電磁ピックアップで、電磁ピックアップ（４Ｄ）はエン
ジンの点火時期制御角度範囲の中で最も遅れた点火時期
に相当するクランク角度位置を検出するように設けられ
、電磁ピックアップ（４Ｃ）は電磁ピックアップ（４Ｄ
）の位置から円板（２）の外周方向に沿って９０°回転
した位置に設けられており、クランク軸１が９０°回転
する毎に基準位置パルスＰｃとＰｄが交互に送出される
よう構成されている。

（５）はクロックパルスＣＰを出力する発振器、（６）
は上記発振器（５）のクロックパルスＣＰに基づいて上
記基準位置パルスＰｃの時間間隔Ｔｃを計測する周期計
測手段、（９）はエンジンの回転数やマニホールド圧力
等の情報Ｓに基づいて電磁ピックアップ（４Ｄ）が検出
すべきクランクの基準位置を基準とした点火進角度値θ
を算出する点火時期演算手段、翰はバッテリ電圧Ｕより
点火コイル−の−次電流が所定の値に達するのに必要な
通電時間Ｔｌを演算する通電時間演算手段、Ｑｏは上記
時間間隔ＴＣＮ及び点火進角度θを入力して、基準位置
パルスＰｃが送出された後点火までの時間Ｔｓを基準位
置パルスＰｃに同期して後述する方法で演算し出力する
点火時間演算手段である。この時間Ｔｓと点火コイル（
転）の通電時間Ｔｌとから通電開始時間演算手段（２）
は基準位置パスルＰｃ発生から点火コイルに）の通電開
始までの時間Ｔｏｆｆを求め、通電信号出力手段（２）
はクロックパルスＣＰ１基準位置パルスＰｃ、通電開始
時間Ｔ　ｏｆｆを入力し、基準位置パルスＰｃ発生から
通電開始時間Ｔｏｆｆ経過後に点火コイル（６）に通電
を開始させる通電信号Ｐｏｎを出力する。上記点火時間
演算手段αＱから出力される時間Ｔｓ、クロックパルス
ＣＰ、及び基準位置パルスＰｃを入力する第１の点火信
号出力手段（７）は、基準位置パルスＰｃが入力された
時点から時間Ｔｓが経過した時に点火コイル−の電流を
遮断する点火信号Ｐｓｐｋを発生する。−力筒２の点火
信号出力手段０１Ｊは基準位置パルスＰｄ入力に同期し
て第２の点火信号Ｐｓｄを発生する。点火制御信号出力
手段■は通電信号Ｐｏｎに同期して電気的状態をＩｔ　
Ｌ”レベルから”Ｈ”レベルに反転し、第１の点火信号
Ｐ　ｓｐｋあるいは第２の点火信号Ｐｓｄのいずれか時
間的に先に発生した信号に同期して電気的状態をｔゞＨ
”レベルから”Ｌ”レベル鉦ζ反転する点火制御信号Ｐ
ｓを送出する点火制御信号出力手段（イ）より構成され
、この点火制御信号Ｐｓによって点火装置（ロ）が作動
し点火コイル（ロ）を駆動してエンジンに点火する。

いま上記電磁ピックアップ（４Ｃ）から、送出される基
準位置パルスＰｃを順次Ｐｃｌ、Ｐｃ２、Ｐｃ３、Ｐｃ
４　（第４図ａ）とした場合、上記周期計測手段（６）
は、基準発振器（５）のクロックパルスＣＰに基づいて
基準位置パルスＰｃ２人力時にＰｃｌとＰｃ２とのパル
ス周期Ｔｃ２を時間計測する。

基準位置パルスＰｃ２が送出されると、点火時間演算手
段ＱＯは時間間隔Ｔｃと点火進角度値θから次回の点火
時刻までの時間Ｔｓ２　（第４図Ｃ）を次式によって求
める。

さきに述べたように、基準位置パルスＰｃ２発生からこ
の（１）式で求めた時間Ｔｓ２経過後に第１の点火信号
出力手段（至）は点火コイル−の電流遮断時期である点
火信号Ｐ　ｓｐｋ　２を発生する。この点火に対応する
点火周期における点火コイルに）の通電開始は、通電開
始時間演算手段（２）により、基準位置パルスＰｃ２発
生から通電開始までの時間Ｔｏｆｆとして求められる。

すなわち通電開始時間演算手段ｅ］）では、先に点火時
間演算手段ＱＯで求めた基準位置パルスＰｃから点火ま
での時間Ｔｓより通電時間演算手段（１）で求めた通電
時間Ｔｌを差し引き通電開始時間Ｔｏｆｆを演算する。

Ｔｏｆｆ＝　Ｔｓ　−Ｔｌｌ　　・−−−−−””””
　　　（”）通電信号出力手段は基準位置パルスＰｃ発
生時点に起動され、上記通電開始時間Ｔｏｆｆ経過後に
通電信号Ｐｏｎ　（第４図ｄ）を発生する。点火制御信
号出力手段（イ）は、この通電信号Ｐｏｎ入力時に点火
コイル（６）に通電を開始し、上記第１の点火信号Ｐｓ
ｐｋあるいは基準位置パルスＰｄ　（第４図ｂ）に同期
した第２の点火信号Ｐｓｄ（第４図ｅ）のいずれか時間
的に先に発生した方の点火信号で点火コイル（６）の電
流を遮断しエンジンに点火させる点火制御信号Ｐｓ（第
４図ｆ）を発生する。

第３図の点火時期制御装置はこのように構成され、エン
ジン回転が一定の時は基準位置パルスＰｃの時間間隔Ｔ
Ｃが一定であり、上記第１の点火信号Ｐｓｐｋが第２の
点火信号Ｐｓｄより先に発生するので点火は第１の点火
信号Ｐｓｐｋにより行なわれる。また第５図に示すよう
な加速時にはエンジン回転が点火毎に上昇し、基準位置
パルスＰＣの時間間隔Ｔｃが点火毎に縮小するので上記
（１）式により点火時間Ｔｓを求めるときに使用する時
間ＴＣより実際の基準位置パルスＰＣの時間間隔は短く
なる。したがって、点火進角度値θがＯに近いときには
、第１の点火信号Ｐｓｐｋ（第５図Ｃ）より第２の点火
信号Ｐｓｄ（第５図ｅ）が先に発生し、点火を第２の点
火信号Ｐｓｄすなわち基準位置パルスＰｄに同期して行
なうよう点火制御信号Ｐｓが構成される。（第５図ｆ）
。これにより加速状態においても点火が基準位置パルス
Ｐｄより遅れることが防止される。

もしこの第２の点火信号Ｐｓｄによる点火がなく第１の
点火信号Ｐ　ｓｐｋのみで点火を行なえば、加速時には
点火信号Ｐｓｐｋが第２の基準位置パルスＰｄよりも時
間的に相当遅れた時点で発生することとなり、異常に遅
角した位置でエンジンに点火がなされエンジンの出力紙
下等の問題が発生する。

このように、この種の点火時期制御装置において加速時
にも応答性の良い点火制御を実現するためには、この第
２の点火信号Ｐｓｄによる点火制限は適した方法といえ
よう。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、第３図の点火時期制御装置は、加速時に第２
の点火信号Ｐｓｄにより異常な遅角を防止しているが、
点火コイル−の通電開始はそのまま第１の点火信号Ｐｓ
ｐｋより通電時間Ｔｌ以前に行なっている。（第５図ｄ
）したがって、通電信号Ｐｏｎによる通電開始後、第１
の点火信号Ｐｓｐｋでなく時間的に先に発生する第２の
点火信号Ｐｓｄにより点火する条件下では、実質的な通
電時間は通電時間Ｔｌより短くなる。（第５図ｆのＰｓ
２　）例丸ば、通常の運転状態で最も回転数変化の激し
いのはアイドル状態からのレーシング時で、１１０００
ｒｐ付近で１点火周期で約１１００ｒｐ程度の回転数上
昇をする。第３図の点火時期制御装置で通電時間の不足
が最も顕著に現われるのは点火進角度値θが００の場合
であり、上記レーシング状態では１１０００ｒｐ時（Ｔ
ｃ　＝１５ｍｓ　）の点火時間ＴＳは（１）式よすＴｓ
＝　１５　（ｍｓ）と演算される。一方エンジンの回転
が上記１点火周期で１１００ｒｐの割合で一様に上昇す
るとすれば基準位置パルスＰＣ発生から第２の点火信号
Ｐｓｄまでの時間Ｔｃｄは約ｘｔ３（ｍｓ）であり、Ｔ
ｃｄ　−Ｔｓ　’、−０，７（＋ｍｓ　）の時間差が生
じ通電時間は０．７（ｍｓ）不足することになる。

同様に、点火進角度値θが２°の時は点火時間Ｔｓ＝１
ｔ７（ｍｓ）であり、ｏ、４（ｍｓ）の通電時間不足が
生じる。

特に、最近のＤＯＨＣエンジンのように最高回転数を高
く設定されたエンジンでは、高回転域での出力電圧を確
保するため、短い通電時間で所定の二次出力が得られる
よう一次電流立上りの速い点火コイルが使用される。例
えば、通電時間Ｔｌが３（ｍｓ）の点火コイルでは、上
記わずかｏ、７（ｍｓ）の通電時間の不足でも二次出力
電圧は２５％はど低下し、エンジンの性能低下や失火に
よる息つき等を発生することがある。

通電時間演算手段（イ）で所定の二次出力を得るために
必要な通電時間Ｔｌをいかに精度良く演算しても加速時
１ζ縮小されてしまうため点火コイル通電時間不足は免
れない。

この発明は上述のような問題点を解消するためになされ
たものであり、加速によるエンジン回転上昇時に点火時
期の異常な遅角の発生を防止し、かつ点火コイルの通電
時間不足による点火コイル二次出力電圧の不足も防止す
る点火時期制御装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る点火時期制御手段は点火時期が所定の範
囲内にある時には、点火コイルの通電開始時期をエンジ
ンの回転周期および点火コイルの通電時間により決定す
る構成としたものである。

〔作用〕

加速時の回転周期縮小時にも通電時間不足が生じること
がなく、充分な点火コイル二次出力電圧が得られる。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を第１図及び第２図に基づい
て説明する。第３図と同一部分は同一符号を附して示す
第１図において、翰は点火時期演算手段（９）で求めた
点火時期が所定の範囲にある時は回転周期Ｔｃと点火コ
イルに）の通電時間Ｔｌとから、点火時期が上記範囲外
の時は点火時間Ｔｓと通電時間Ｔｌとから基準位置パル
スＰｃ発生から点火コイル（６）の通電開始までの時間
Ｔｏｆｆを求め点火コイル０ａの通電開始時間を決定す
る通電開始時間演算手段である。

この通電開始時間演算手段骨で演算する通電開始時間Ｔ
ｏｆｆは、上述の１点火周期で１１００ｒｐの回転数上
昇の加速に対してその点火進角度値θによらず点火コイ
ルの通電時間が不足なく応答するよう設定する。ただし
必要以上に大きな通電時間は点火装置の消費電力の増加
や点火コイルの発熱を増すので、必要最小限の値となる
よう設定することが肝要である。

そこで、本実施例では、通電時間設定時の周期Ｔｃより
求めｔこエンジン回転数をＮｅ　（ｒｐｍ）としたとき
、基準位置パルスＰｃ発生からエンジンが９０°回転し
た後の基準位置パルスＰｄ発生時にはＮｅ＋５０（ｒｐ
ｍ　）相当に回転数が上昇するとして、第３図の従来例
における通電不足時間ΔＴを下記のようにして求め、こ
の不足時間を補償するよう通電開始時期を早めている。

通電不足時間ΔＴは基準位置パルスＰｃから第１の点火
信号までの時間Ｔｓと基準位置パルスＰｃから第２の点
火信号Ｐｓｄ　（すなわち基準位置パルスＰｄ）までの
時間Ｔｃｄの差により求められる。

ΔＴ　＝　Ｔｓ　−Ｔｃｄ　　・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・　（３）ここで基準位置パ
ルスＰｃ、Ｐｄ間の時間はぐただし　Ｎｅ＝−”−） ＸＴＣ 上記不足時間ΔＴを補うには、ΔＴの値が正となる範囲
で点火コイル−〇通電開始時期をΔＴだけ早めればよく
、ΔＴが負あるいは０の時は従来例と同様に（２）式の
通電開始時間とすれば前運転状態で点火コイルの通電時
間に不足は発生しない。

ΔＴが正となる範囲は（１）、（３）、（４）式より〉
０　　　　・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・　　（５）不等式（５）を満足す
る条件を点火進角度値θについて求めれば（６）式とな
る。

θ＜７５ＸＴＣ・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・　（６）したがって通電開始
時間演算手段（ホ）では（６）式を満足する点火時期範
囲で下記（７）式により通電開始時間を求める。

Ｔｏｆｆ＝Ｔｓ　−Ｔｊ？−ΔＴ ＝Ｔｓ　−ＴＩ−（Ｔｓ　−Ｔｃｄ） ＝　Ｔｃｄ　−Ｔｌ　　・・・・・・・・・・・・・旧
・・・・・・・・　（７）（７）式より（６）式を満足
する点火時期範囲では通電開始時間はエンジン回転周期
および点火コイル（６）の通電時間Ｔｌのみで決定され
点火時期には依存しない。

第２図は本実施例の加速時の動作を示したものである。

通電開始時期がΔＴだけ早くなるため（第２図Ｃ）点火
制御信号Ｐｓは点火がＰｓｄで行なわれても十分な通電
時間を確保できる。（第２図ｆ）この通電開始時期の早
め操作により、上述の１１０００ｒｐ付近で１点火周期
で１１００ｒｐの回転数上昇状態を考えれば（３）式よ
り点火進角度値θが０９の時の通電時間の不足ΔＴは６
．７（ｍｓ）となるが、この不足分は（７）式をこより
早めに通電されるので結局通電時間の不足は発生しない
。

また１０１０００ｒｐ定でエンジンが連続運転されてい
るときは、上記（７）式により点火進角度値θが００の
時に常時０．７（ｍｓ）通電が早められるが、この時間
増量は通常使用される点火装置にとっては、消費電力と
いう点でも極僅かで影響を与えることはない。

このように本実施例ではエンジン回転全域において通電
時間の不足を補え、二次出力電圧の不足によるエンジン
不調を未然に防止できるし、補正量自体も必要最小限の
値となるよう構成しているので点火装置での消費電力も
最小に抑えられる。

さて、クランク基準角度立置を検出するのに上記実施例
ではマグネチックピックアップ（４Ｃ）、（４Ｄ）の２
つの検出器を用いたが、これは例えば基準位置Ｐｃで低
レベルから高レベルに変化し基準位置Ｐｄで高レベルか
ら低レベルに変化するような角度検出器を用いて２つの
クランク基準位置を検出してもよいし、１つのマグネチ
ックピックアップでＰｃ。

Ｐｄの両基準位置を時系列的に検出しこれとは別の検出
器でＰｃ　１Ｐｄの判別をするように構成してもよい。

〔発明の効果〕

以とのように本発明によれば、点火時期がエンジンの回
転周期に応じて設定される所定の範囲内にある時は、点
火コイルの通電開始時期を点火時期によらずエンジンの
回転周期および点火コイルの通電時間により決定し予め
加速時の通電時間不足を補うよう早めに通電を開始する
よう設定したので、加速時の回転周期縮小時にも点火コ
イルの通電時間の不足が発生することがなく、したがっ
て点火コイルの二次出力電圧不足によるエンジンの性能
低下や息つき現象等の発生を未然をこ防止でき、かつ通
電時間の増加による点火装置の消費電力の増加や点火コ
イルの発熱を最小限に抑えられるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を説明する点火時期制御装置
のブロック図、第２図は第１図の動作を説明する波形図
、第３図は従来例による点火時期制御装置のブロック図
、第４図と第５図とは第３図の動作を説明する波形図で
ある。 （旧・・クランク軸、（２）・・・円板％　（３Ａ）、
（３Ｂ）・・・磁性体、（４Ｃ）　、　（４Ｄ）・・・
電磁ピックアップ、（５）・・・発振器、（６）・・・
周期計測手段、（９）・・・点火時期演算手段、α１・
・・点火時間演算手段、（１）・・・通電時間演算手段
、（２）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジンの所定のクランク角度位置で第１の基準位置信
   号を発生する第１の基準位置検出手段と、上記クランク
   角度とは異なる所定のクランク角度位置で第２の基準位
   置信号を発生する第２の基準位置検出手段と、少なくと
   も上記第１または第２の基準位置信号からエンジンの回
   転周期を求める回転周期計測手段と、点火コイルの一次
   電流が所定の値に達するのに要する通電時間を求める通
   電時間演算手段と、エンジンの運転状態に応じた点火時
   期を演算する点火時期演算手段と、上記回転周期と点火
   時期とから上記第１の基準位置から点火時期までの点火
   時間を演算する点火時間演算手段と、上記点火時間と点
   火コイルの通電時間から上記第１の基準位置から点火コ
   イルの通電開始時期までの通電開始時間を演算する通電
   開始時間演算手段と、上記第１の基準位置信号発生時点
   から上記通電開始時間経過後に点火コイルの通電を開始
   する通電信号を発生する通電信号出力手段と、上記第１
   の基準位置信号発生時点から上記点火時間経過後に点火
   コイルの通電を遮断する第１の点火信号を発生する第１
   の点火信号出力手段と、上記第２の基準位置信号発生時
   に点火コイルの通電を遮断する第２の点火信号を出力す
   る第２の点火信号出力手段と、上記通電信号により点火
   コイルに通電を開始し上記第１の点火信号あるいは第２
   の点火信号のいずれか時間的に先に発生した点火信号に
   より点火コイルの通電を遮断する点火制御信号を点火装
   置に出力する点火制御信号出力手段を備えた点火時期制
   御装置において、上記通電開始時間演算手段に点火時期
   が回転周期に依存して定められる所定の範囲にある時に
   はエンジン回転周期と通電時間によって通電開始時間を
   演算させるようにしたことを特徴とする点火時期制御装
   置。