JPH01285661A - Ignition device for internal combustion engine - Google Patents
Ignition device for internal combustion engineInfo
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- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
[産業上の利用分野]
この発明は内燃機関の運転状態に応じて最適な通電時間
及び点火時期を演算する演算手段からの出力信号により
点火コイルの1次電流を制御する内燃機関の点火装置に
係り、詳しくは内燃機関の回転数が極低図−における点
火コイルの1次電流制御を良好に行う内燃機関の点火装
置に関するものである。[Industrial Application Field] The present invention relates to an ignition device for an internal combustion engine that controls the primary current of an ignition coil using an output signal from a calculation means that calculates the optimum energization time and ignition timing according to the operating state of the internal combustion engine. More specifically, the present invention relates to an ignition device for an internal combustion engine that satisfactorily controls the primary current of an ignition coil when the engine's rotational speed is extremely low.
従来、内燃機関に設けられた電子進角式点火装置におい
て、回転変動の大きい低回転時には点火コイル1次側へ
の通電を回転角信号の出力エツジに同期して開始すると
ともに、次の回転角信号(上死点直前)の出力エツジに
て終了するようにしているため、エンジンの始動時や、
エンジンストール直前の極低回転時には通電時間が長く
なり過ぎてしまい、イグナイタを構成するパワートラン
ジスタや、点火コイルの発熱が大きくなるという問題点
があった。
又、エンジンの極低回転時において点火コイルに通電を
開始した直後にエンジンストールが起こると、次の回転
角信号の出力エツジが検出されず、通電が終了されない
という問題点があった。
このため、従来の点火装置では特公昭62−37231
号公報、日本電装公開技報37−058及び56−07
9に示すように、点火コイルの通電開始後、所定時間経
過すると通電を終了させてイグナイタのパワートランジ
スタや点火コイルの発熱を防止するようにしたものが開
示されている。
[発明が解決しようとする課!!!!]ところが、特公
昭62−37231号公報、日本電装公開波$137−
058及び56−079に示す上記従来の点火装置のよ
うに通電時間を所定時間に制限するものでは、その通電
時間を短くし過ぎるとエンジンの低温始動時やエンジン
ストール直前の極低回転時に過早着火となるため、通電
時間を50w程度以上に設定しておかねばならない。
しかし、通電時間を50m程度以上に設定することはイ
グナイタによる定電流制御時間を長びかせパワートラン
ジスタの発熱を大きくすることになり、これを解決する
ためにパワートランジスタを耐熱性に優れたものとした
り、点火コイルを1次抵抗の大きいものとしたすせねば
ならず、点火装置の設計上の大きな制約となるという問
題点がある。
この発明は上記問題点を解決するためになされ゛たもの
であって、その目的は内燃機関の極低回転時における点
火コイルの長通電時間をなくし、定電流制御時間を短く
してイグナイタを構成するパワートランジスタの発熱を
減少させ、これによりパワートランジスタを安価なもの
とすることができるとともに、点火コイルを1次抵抗の
小さいものにしてコイル発熱を減少させることができ、
又、点火コイルを1次抵抗の小さいものとすることによ
り高回転時における1次電流の立ち上がりを速めて点火
性能の向上を図ることができる内燃機関の点火装置を提
供することにある。
[課題を解決するための手段1
この発明は上記目的を達成するため、内燃機関の回転を
検出し所定回転角位置にて回転角信号を出力する回転角
センサと、上記回転角信号及び内燃機関の運転状態に応
じて点火コイルの通電時間及び点火時期を算出して信号
を出力する演算手段と、前記演算手段からの出力信号に
基いて点火コイルの1次電流を制御するイグナイタとを
備えた内燃機関の点火装置において、内燃機関の回転数
が所定の極低回転の時、前記演算手段による点火時期を
無効化して各気筒の上死点直前乃至上死点での回転角信
号に同期して点火コイルの通電を開始させた後、所定時
間後に通電を終了させる固定点火手段を備えた内燃機関
の点火装置をその要旨とする。
[作用]
従って、内燃機関の回転に伴い所定回転角位置で回転角
センサより回転角信号が出力され、演算手段により回転
角信号及び内燃機関の運転状態に基いて点火コイルの通
電時間及び点火時期が演算される。そして、演算手段か
らの出力信号に基いてイグナイタにより点火コイルの1
次電流が制御される。
又、内燃機関の回転数が極低回転の場合には演算手段に
より算出された点火時期が固定点火手段によって無効化
されるとともに、各気筒の上死点直前乃至上死点での回
転角信号に同期して点火コイルの通電が開始され、所定
時間経過後、通電が終了される。Conventionally, in an electronic advance type ignition system installed in an internal combustion engine, at low speeds where rotational fluctuations are large, energization to the primary side of the ignition coil is started in synchronization with the output edge of the rotational angle signal, and the next rotational angle is Since it is designed to end at the output edge of the signal (just before top dead center), when starting the engine,
There was a problem in that the energization time was too long at extremely low engine speeds just before the engine stalled, resulting in increased heat generation in the power transistor that made up the igniter and the ignition coil. Furthermore, if the engine stalls immediately after starting energization of the ignition coil when the engine is running at extremely low rotation speeds, there is a problem in that the next output edge of the rotation angle signal is not detected and energization is not terminated. For this reason, the conventional ignition system
No. Publication, Nippon Denso Technical Report 37-058 and 56-07
As shown in No. 9, a device is disclosed in which the energization is terminated after a predetermined period of time has elapsed after the start of energization of the ignition coil, thereby preventing the power transistor of the igniter and the ignition coil from generating heat. [The problem that the invention tries to solve! ! ! ! ] However, Special Publication No. 62-37231, published by Nippondenso, $137-
In the conventional ignition devices shown in Nos. 058 and 56-079, which limit the energization time to a predetermined time, if the energization time is too short, it may cause premature ignition when starting the engine at a low temperature or at extremely low rotation speeds just before the engine stalls. In order to cause ignition, the energization time must be set to about 50W or more. However, setting the energization time to about 50 m or more will lengthen the constant current control time by the igniter and increase the heat generation of the power transistor.To solve this problem, the power transistor should be made with excellent heat resistance. In addition, the ignition coil must have a large primary resistance, which poses a problem in that it poses a major restriction on the design of the ignition device. This invention was made to solve the above problems, and its purpose is to eliminate the long energization time of the ignition coil when the internal combustion engine is running at extremely low speeds, and to shorten the constant current control time to configure the igniter. It is possible to reduce the heat generation of the power transistor, thereby making the power transistor inexpensive, and to reduce the heat generation of the coil by making the ignition coil have a small primary resistance.
Another object of the present invention is to provide an ignition device for an internal combustion engine that can improve the ignition performance by making the ignition coil have a small primary resistance so that the primary current rises quickly at high rotation speeds. [Means for Solving the Problems 1] In order to achieve the above object, the present invention includes a rotation angle sensor that detects the rotation of an internal combustion engine and outputs a rotation angle signal at a predetermined rotation angle position, and the rotation angle signal and the internal combustion engine. a calculation means for calculating the energization time and ignition timing of the ignition coil according to the operating state of the ignition coil and outputting a signal; and an igniter for controlling the primary current of the ignition coil based on the output signal from the calculation means. In an ignition system for an internal combustion engine, when the rotational speed of the internal combustion engine is a predetermined extremely low rotational speed, the ignition timing by the calculation means is disabled and synchronized with a rotation angle signal from just before top dead center to at top dead center of each cylinder. The gist of the invention is an ignition device for an internal combustion engine, which includes a fixed ignition means that starts energizing an ignition coil and then stops energization after a predetermined period of time. [Operation] Therefore, as the internal combustion engine rotates, the rotation angle sensor outputs a rotation angle signal at a predetermined rotation angle position, and the calculation means calculates the ignition coil energization time and ignition timing based on the rotation angle signal and the operating state of the internal combustion engine. is calculated. Then, based on the output signal from the calculation means, the ignition coil is activated by the igniter.
The next current is controlled. In addition, when the rotation speed of the internal combustion engine is extremely low, the ignition timing calculated by the calculation means is invalidated by the fixed ignition means, and the rotation angle signal from just before top dead center to at top dead center of each cylinder The energization of the ignition coil is started in synchronization with the ignition coil, and the energization is ended after a predetermined period of time has elapsed.
以下、この発明を具体化した一実施例を第1〜15図に
従って説明する。
第1図は点火装置の電気的概略構成を示し、制御装置(
以下、ECUという)1にはディストリビュータに組込
まれたクランク軸の回転角を検出する電磁ピックアップ
式の回転角センサ2及び基準角センサ3が接続されてい
る0回転角センサ2はクランク軸の所定回転角度(この
実施例では30@)毎に回転角信号を出力し、基準角セ
ンサ3はエンジンの各気筒の上死点前の所定クランク角
度で基準角信号を出力するようになっている。
この実施例では基準となる回転角信号NEの立ち上がり
エツジはBTDC(上死点前)10@付近に設定されて
いる。前記両センサ2,3の出力信号は波形整形回路4
に人力され、同波形整形回路4により第4図(a)、
(b)に示すように波形整形された回転角信号NE、基
準角信号Gとして演算手段及び固定点火手段としてのマ
イクロコンピュータ(以下、MPUという)5に入力さ
れている。
MPU5は演算回路、制御プログラム及び初期データが
予め記憶されているリードオンリーメモリ (ROM)
、及び同MPU5に入力される各種信号や演算制御に必
要なデータが一時的に記憶されるランダムアクセスメモ
リ (RAM)等により構成され、MPU5は前記回転
角センサ2の回転角信号NEより算出されるエンジン回
転数と、内燃機関の各種運転状態を検出する各種センサ
、即ち、吸入空気量を検出する吸入空気量センサ、冷却
水温を検出する冷却水温センサ、バッテリ電圧を検出す
るバッテリ電圧センサ等からの人力信号に基いて点火コ
イル通電時間及び点火時期の演算を行い、出力信号IG
t (MPU)を出力するようになっている。
MPU5の出力信号IGt (MPU)は点火信号I
Gtを出力する点火信号発生手段としてのバンクアップ
回路6に入力されるとともに、このバンクアップ回路6
には回転角信号NE及び基準角信号Gが入力されるよう
になっている。
第2図に示すように、バックアップ回路6はバックアッ
プ点火信号発生回路7とフェイル判定回路8とから構成
されている。バンクアップ点火信号発生回路7は第3図
に示すように、前記回転角信号NE及び基準角信号Gが
入力された固定エツジ点火信号発生回路9及び固定幅点
火信号発生回路10と、信号切替回路11とから構成さ
れている。固定エツジ点火信号発生回路9は前記回転角
信号NE及び基準角信号Gに基いて、第4図(C)に示
すように各気筒の上死点前の回転角信号NEの立ち上が
りエツジにてハイレベルとなり、上死点(TDC)付近
での回転角信号NEの立ち上がりエツジにてローレベル
となる固定エツジ点火信号Bを出力するようになってい
る。又、固定幅点火信号発生回路10は前記回転角信号
NE及び基準角信号Gに基いて、第4図(e)に示すよ
うに各気筒の上死点(TDC)付近での回転角信号NE
の立ち上がりエツジにてハイレベルとなり、所定時間(
この実施例では5勘)経過後にローレベルとなる固定幅
点火信号Cを出力するようになっている。
そして、信号切替回路11は前記回転角信号NEの入力
周期、即ち、立ち上がりエツジの間隔に基いてエンジン
回転数を判定し、エンジン回転数がストール直前の極低
回転、即ち、300 rpsi以上(入力周期が17m
未満)の場合には前記固定エツジ点火信号Bを点火信号
IGt (B/U)として出力し、エンジン回転数が
300rp−未満(入力周期が17製以上)の場合には
前記固定幅点火信号Cを点火信号IGt (B/U)
として出力するようになっている。
バックアップ回路6のフェイル判定回路8には出力信号
IGt (MPU)、点火信号IGt(B/U)9回転
角体号NE及び基準角信号Gが入力され、同フェイル判
定回路8は回転角信号NEのパルスが所定個数人力され
る間に出力信号IGt(MPU)のパルスがいくつ入力
されたかによってMPU5の故障を判断し、MPU5が
正常であると判断すると、前記出力信号IGt(MPU
)を選択して点火信号IGLとして出力し、MPU5が
異常であると判断すると、バックアップ点火信号発生回
路7より出力される点火信号I G t’(B/U)を
選択して点火信号IGtとして出力するようになってい
る。
フェイル判定回路8にはイグナイタ12が接続され、パ
ワートランジスタ13のベース端子に点火信号IGtが
入力されるようになっている。パワートランジスタ13
のコレクタ端子はエンジンの各気筒毎に設けた点火力ラ
グ14に点火エネルギを供給する点火コイル15の1次
側の一端に接続されている。そして、イグナイタ12は
前記点火信号IGtの立ち上がりエツジに同期してパワ
ートランジスタ13をオンさせ、電源■より点火コイル
15に1次電流■1を流すとともに、点火信号IGtの
立ち下がりエツジに同期してパワートランジスタ13を
オフさせ、1次電流!1を遮断して2次電圧を発生させ
るようになっている。
次に上記のように構成した点火装置においてMPU5が
実行する処理を第5〜8図に示すフローチャートに従っ
て説明する。なお、回転角信号NEが30°クランク角
毎に入力される6気筒エンジンとしたものである。
まず、MPU5は第5図に示すメインループのステップ
1 (以下、単に81という)で回転角センサ2の回転
角信号NEに基いてエンジン回転数NEIを算出すると
ともに、吸入空気量センサに基いてエンジン負荷を算出
する。又、バッテリ電圧センサからの入力信号に基いて
バッテリ電圧を算出する。S2で前記S1にて算出した
NEIが固定点火を行う回転数NEFIX(この実施例
では300rpm)未満かどうかを判別し、NEIがN
EFIX以上であると判別すると、S3に進んで固定点
火指示フラグXFIXを「0」、即ち、通常点火とする
0反対にNEIがNEFIX未満であると判別すると、
S4に進んで固定点火指示フラグXFIXを「1」、即
ち、固定点火とする。
そして、S5に進んで前記S1にて算出したエンジン回
転数NEI及びエンジン負荷に基いて点火時期の演算を
行い、続<36で第9図に示すROM内に記憶している
マツプよりNEI及びバッテリ電圧に基いて点火コイル
の通電時間t(1を求める。
又、MPU5は回転角センサ2からの回転角信号NEが
入力される毎に第6図に示すような割込処理を実行する
。511にて先回の割込時における上死点判別カウンタ
CTDCのカウンタ値が「4」かどうか、即ち、各気筒
の上死点(TDC)での割込であるかどうかを判別し、
上死点での割込であればS12に進んで今回のカウンタ
値を「1」とし、上死点以外の割込であればS13に進
んで今回のカウンタ値をrCTDC+ IJとして31
4に進む。
314では前記固定点火指示フラグXFIXが「1」か
どうか、即ち、エンジン回転数NEIが300rp−未
満であるかどうかを判別し、XFIXが「1」であると
判別すると315に進んで固定点火処理を実行する0反
対に314にてXFIXが「0」であると判別すると3
16に進んで通常点火処理を実行した後、S17にて他
の割込肉処理を実行してメインループに復帰する。
前記S15における固定点火処理は第7図に示すように
カウンタ値CTDCがrlJかどうか、即ち、S21に
て各気筒の上死点での割込かどうかを判別し、「1」で
ないと判別すると何の処理も実行せずこのルーチンを終
了する。又、321にてカウンタ値CTDCが「1」で
ある、即ち、各気筒の上死点での割込であると判別する
と、S22に進んで第10図に示すように回転角信号N
Eの立ち上がりエツジにて点火信号IGtを出力する。
そして、S23では第1θ図に示すようにMPU5に内
蔵しているフリーランニングタイマの時刻t1を通電開
始時刻としてRAM内に記憶させる。
続(S24では第8図に示すように、割込発生レジスタ
にセットした時刻とフリーランニングタイマにより計時
された時刻とが一致した時に通電終了の点火信号IGt
を出力させるようにIGt出力ポートに通電終了の出力
準備を行った後、割込発生レジスタに前記S23で記憶
した通電開始時刻t1にメインループのS6にて算出し
た通電時間tQを加算した時刻t2をセットする。
そして、フリーランニングタイマの時刻が餉込発生レジ
スタにセントされた時刻t2と一致すると、第1O図に
示すように点火信号IGtをローレベルとし通電を終了
する。
このように、MPU5の正常動作時において回転角信号
NEに基いて算出した回転数NEIが固定点火を行う極
低回転(300rpm )未満であると判別すると、M
PU5は通常の点火処理から固定点火処理に切替える。
そして、各気筒の上死点直前の回転角信号NEの立ち上
がりエツジにて通電が開始され、エンジン回転数NEI
及びバッテリ電圧に基いて求めた通電時間t(1経過後
に通電が終了されるので、過早着火が防止されるととも
に、逆トルクによるスタータのロック、逆転、ノッキン
グ発生が防止されて運転性能が維持される。
次に、MPU5の故障時における点火処理を第4.11
〜15図に従って説明する。
フェイル判定回路8が回転角信号NEのパルス数とMP
U5の出力信号IGt (MPU)のパルス数とに基
いてMPU5が故障していると判断すると、バックアッ
プ点火信号発生回路7より出力される点火信号IGt
(B/U)を選択して点火信号IGtとして出力する。
このとき、信号切替回路11は回転角信号NEの入力周
期、即ち、立ち上がりエツジの間隔に基いてエンジン回
転数を判定し、エンジン回転数がストール直前の極低回
転、即ち、300rp−以上(入力周期が17w未満)
の場合には第4図(C)に示すように各気筒の上死点前
の回転角信号NEの立ち上がりエツジにてハイレベルと
なり、上死点(T D C)付近での回転角信号NEの
立ち上がりエツジにてローレベルとなる固定エツジ点火
信号Bを点火信号IGt (B/U)としてフェイル
判定回路8に出力する。又、信号切替回路11はエンジ
ン回転数が30Orpm未満(入力周期が17製以上)
の場合には第4図(81に示すように各気筒の上死点(
TDC)付近での回転角信号NEの立ち上がりエツジに
てハイレベルとなり、所定時間経過後にローレベルとな
るパルス幅(この実施例では5m)を持った固定幅点火
信号Cを点火信号IGt (B/U)としてフェイル判
定回路8に出力する。
このMPU5の故障時において、例えば低温始動時等の
極低回転(例えば10100rpで第11図+alに示
す各気筒の上死点直前の2つの回転角信号NHの立ち上
がりエツジにて通電を開始すると、基準となる回転角信
号NEの立ち上がりエツジがBTDC(上死点前)lO
e付近に設定されているので、第12図に示すように通
電時間は50−と長くなり、第13図に示すグラフから
明らかなようにパワートランジスタ13の温度が高くな
る。
即ち、トランジスタ13の発熱が大きくなる。
この発熱を防止するために、仮に点火コイル15への通
電開始後、10+sで通電を終了すると、BTDC約3
4°(−30°X4+5+109)での点火となり、第
14図に示すエンジン回転数100rp−に対する最適
点火時期と比較して明らかに過早着火となり、これによ
り始動時では逆トルクによりエンジンが回転しなくなる
スタータのロック、逆転等を起こしたり、ノンキング発
生の原因となる。
ところが、MPU5の故障時においてエンジンが極低回
転の時には信号切替回路11により第11図(C)に示
すようにBTDCI Ooの回転角信号NEの基準エツ
ジより所定時間(この実施例では5m)の通電を行うよ
うになっており、第15図に示すようにエンジンの要求
進角も上死点(TDC)付近にあるため、過早着火が防
止されるとともに、逆トルクによるスタータのロック、
逆転、ノッキング発生が防止されて運転性能が維持され
る。
このように本実施例ではMPU5の正常時においても、
又、MPU5の異常時においても、エンジン回転数が極
低回転(300rpm )未満になった場合には各気筒
の上死点直前の基準となる回転角信号NEの立ち上がり
エツジにて所定時間、点火コイルへの通電を行うように
しているので、点火コイル15への通電開始後にエンジ
ンストールが起こっても、イグナイタ12を構成するパ
ワートランジスタ13の発熱を減少させ、これによりパ
ワートランジスタ13を安価なものとすることができる
とともに、点火コイル15を1次抵抗の小さいものにし
てコイル発熱を減少させることができる。又、点火コイ
ル15を1次抵抗の小さいものとすることにより高回転
時における1次電流の立ち上がりを速めて点火性能の向
上を図ることができる。
なお、前記実施例では30@クランク角毎に回転角信号
を出力する回転角センサ2を用い、基準角センサ3の基
準角信号に基いて点火信号IGtを出力する点火装置に
ついて述べたが、第16図に示すように基準角信号を用
いず、各気筒の上死点付近で回転角信号を出力する回転
角センサを用いた点火装置とし、前記と同様にしてエン
ジン回転数(又は回転角信号の入力周期)による固定工
ッジ点火信号と固定幅点火信号との切替えを行うように
してもよい。
又、前記実施例では6気筒エンジンについて述べたが、
3.4気筒等のエンジンに実施可能なことはいうまでも
ない。
【発明の効果]
以上詳述したように、この発明によれば内燃機関の極低
回転時における点火コイルの長通電時間をなくし、定電
流制御時間を短くしてイグナイタを構成するパワートラ
ンジスタの発熱を減少させ、これによりパワートランジ
スタを安価なものとすることができるとともに、点火コ
イルを1次抵抗の小さいものにしてコイル発熱を減少さ
せることができ、又、点火コイルを1次抵抗の小さいも
のとすることにより高回転時における1次電流の立ち上
がりを速めて点火性能の向上を図ることができる優れた
効果がある。An embodiment embodying the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 15. Figure 1 shows the electrical schematic configuration of the ignition system, and shows the control device (
An electromagnetic pickup type rotation angle sensor 2 and a reference angle sensor 3 are connected to the ECU (hereinafter referred to as ECU) 1, which detects the rotation angle of the crankshaft built in the distributor. A rotation angle signal is output at every angle (30@ in this embodiment), and the reference angle sensor 3 outputs a reference angle signal at a predetermined crank angle before the top dead center of each cylinder of the engine. In this embodiment, the rising edge of the reference rotation angle signal NE is set near BTDC (before top dead center) 10@. The output signals of both the sensors 2 and 3 are sent to a waveform shaping circuit 4.
4(a), using the same waveform shaping circuit 4.
As shown in (b), the waveform-shaped rotation angle signal NE and reference angle signal G are inputted to a microcomputer (hereinafter referred to as MPU) 5 as a calculation means and fixed ignition means. The MPU 5 is a read-only memory (ROM) in which arithmetic circuits, control programs, and initial data are stored in advance.
, and a random access memory (RAM) in which various signals input to the MPU 5 and data required for arithmetic control are temporarily stored. from various sensors that detect the engine speed and various operating conditions of the internal combustion engine, such as an intake air amount sensor that detects the intake air amount, a cooling water temperature sensor that detects the cooling water temperature, and a battery voltage sensor that detects the battery voltage. The ignition coil energization time and ignition timing are calculated based on the human input signal, and the output signal IG
t (MPU). The output signal IGt (MPU) of the MPU5 is the ignition signal I
It is input to the bank up circuit 6 as an ignition signal generating means that outputs Gt, and this bank up circuit 6
A rotation angle signal NE and a reference angle signal G are input to the . As shown in FIG. 2, the backup circuit 6 includes a backup ignition signal generation circuit 7 and a fail determination circuit 8. As shown in FIG. 3, the bank-up ignition signal generation circuit 7 includes a fixed edge ignition signal generation circuit 9 and a fixed width ignition signal generation circuit 10 to which the rotation angle signal NE and reference angle signal G are input, and a signal switching circuit. It consists of 11. Based on the rotation angle signal NE and the reference angle signal G, the fixed edge ignition signal generation circuit 9 generates a high signal at the rising edge of the rotation angle signal NE before the top dead center of each cylinder, as shown in FIG. 4(C). level, and a fixed edge ignition signal B which becomes low level at the rising edge of the rotation angle signal NE near top dead center (TDC) is output. Further, the fixed width ignition signal generation circuit 10 generates a rotation angle signal NE near the top dead center (TDC) of each cylinder, as shown in FIG. 4(e), based on the rotation angle signal NE and the reference angle signal G.
It becomes high level at the rising edge of
In this embodiment, a fixed-width ignition signal C that becomes low level after five (5) lapses is output. Then, the signal switching circuit 11 determines the engine speed based on the input period of the rotation angle signal NE, that is, the interval between rising edges. The period is 17m
If the engine speed is less than 300 rpm (input cycle is 17 or more), the fixed edge ignition signal B is output as the ignition signal IGt (B/U), and if the engine rotation speed is less than 300 rp- (the input cycle is 17 or more), the fixed edge ignition signal C is output. Ignition signal IGt (B/U)
It is designed to be output as . The fail judgment circuit 8 of the backup circuit 6 receives the output signal IGt (MPU), the ignition signal IGt (B/U), the rotation angle body number NE, and the reference angle signal G, and the fail judgment circuit 8 receives the rotation angle signal NE. A failure of the MPU 5 is determined based on how many pulses of the output signal IGt (MPU) are input while a predetermined number of pulses are inputted, and if it is determined that the MPU 5 is normal, the output signal IGt (MPU) is
) is selected and output as the ignition signal IGL, and when the MPU 5 determines that there is an abnormality, it selects the ignition signal IGt' (B/U) output from the backup ignition signal generation circuit 7 and outputs it as the ignition signal IGt. It is designed to be output. An igniter 12 is connected to the fail determination circuit 8, and an ignition signal IGt is input to the base terminal of a power transistor 13. power transistor 13
The collector terminal of is connected to one end on the primary side of an ignition coil 15 that supplies ignition energy to an ignition power lug 14 provided for each cylinder of the engine. Then, the igniter 12 turns on the power transistor 13 in synchronization with the rising edge of the ignition signal IGt, causes the primary current 1 to flow from the power supply 1 to the ignition coil 15, and in synchronization with the falling edge of the ignition signal IGt. Turn off the power transistor 13, and the primary current! 1 and generates a secondary voltage. Next, the processing executed by the MPU 5 in the ignition device configured as described above will be explained according to the flowcharts shown in FIGS. 5-8. Note that this is a six-cylinder engine in which the rotation angle signal NE is input at every 30° crank angle. First, in step 1 (hereinafter simply referred to as 81) of the main loop shown in FIG. 5, the MPU 5 calculates the engine rotation speed NEI based on the rotation angle signal NE of the rotation angle sensor 2, and also calculates the engine rotation speed NEI based on the intake air amount sensor. Calculate engine load. Also, the battery voltage is calculated based on the input signal from the battery voltage sensor. In S2, it is determined whether the NEI calculated in S1 is less than the rotation speed NEFIX (300 rpm in this example) at which fixed ignition is performed, and the NEI is determined to be NEFIX.
If it is determined that the NEI is greater than or equal to EFIX, the process proceeds to S3 and the fixed ignition instruction flag
Proceeding to S4, the fixed ignition instruction flag XFIX is set to "1", that is, fixed ignition. Then, proceeding to S5, the ignition timing is calculated based on the engine speed NEI and engine load calculated in S1, and in the next <36, the NEI and battery The energization time t(1) of the ignition coil is determined based on the voltage. Also, the MPU 5 executes an interrupt process as shown in FIG. 6 every time the rotation angle signal NE from the rotation angle sensor 2 is input.511 It is determined whether the counter value of the top dead center discrimination counter CTDC at the time of the previous interruption is "4", that is, whether the interruption is at the top dead center (TDC) of each cylinder.
If the interrupt is at the top dead center, proceed to S12 and set the current counter value to "1"; if it is an interrupt other than the top dead center, proceed to S13 and set the current counter value to rCTDC+IJ and set it to 31.
Proceed to step 4. At step 314, it is determined whether the fixed ignition instruction flag XFIX is "1", that is, whether the engine rotation speed NEI is less than 300 rpm. If it is determined that XFIX is "1", the process proceeds to step 315, where fixed ignition processing is performed. On the other hand, when 314 determines that XFIX is "0", 3 is executed.
After proceeding to S16 and executing normal ignition processing, another interrupt processing is executed at S17, and the process returns to the main loop. In the fixed ignition process in S15, as shown in FIG. 7, it is determined whether the counter value CTDC is rlJ, that is, in S21, it is determined whether the interruption occurs at the top dead center of each cylinder, and if it is determined that it is not "1". Ends this routine without performing any processing. If it is determined in step 321 that the counter value CTDC is "1", that is, that the interruption occurs at the top dead center of each cylinder, the process advances to step S22, where the rotation angle signal N is output as shown in FIG.
The ignition signal IGt is output at the rising edge of E. Then, in S23, as shown in FIG. 1θ, time t1 of a free running timer built in the MPU 5 is stored in the RAM as the energization start time. Continuation (In S24, as shown in FIG. 8, when the time set in the interrupt generation register and the time measured by the free running timer match, the ignition signal IGt for ending energization is generated.
After making preparations for outputting the end of energization to the IGt output port so as to output , a time t2 is obtained by adding the energization time tQ calculated in S6 of the main loop to the energization start time t1 stored in the above S23 in the interrupt generation register. Set. Then, when the time of the free running timer coincides with the time t2 entered in the ignition generation register, the ignition signal IGt is set to a low level as shown in FIG. 1O, and the energization is terminated. In this way, when it is determined that the rotation speed NEI calculated based on the rotation angle signal NE during normal operation of the MPU 5 is less than the extremely low rotation (300 rpm) at which fixed ignition is performed, the M
PU5 switches from normal ignition processing to fixed ignition processing. Then, energization is started at the rising edge of the rotational angle signal NE just before the top dead center of each cylinder, and the engine rotational speed NEI
Since the energization is terminated after the energization time t (1) determined based on the battery voltage and battery voltage, premature ignition is prevented, and the starter is prevented from locking, reversing, and knocking due to reverse torque, and operating performance is maintained. Next, the ignition process at the time of failure of the MPU 5 is described in Section 4.11.
This will be explained according to Figures 15 to 15. The fail judgment circuit 8 determines the number of pulses of the rotation angle signal NE and MP
If it is determined that the MPU5 is malfunctioning based on the number of pulses of the output signal IGt (MPU) of U5, the ignition signal IGt output from the backup ignition signal generation circuit 7
(B/U) is selected and output as the ignition signal IGt. At this time, the signal switching circuit 11 determines the engine speed based on the input cycle of the rotation angle signal NE, that is, the interval between rising edges, and determines that the engine speed is extremely low just before stalling, that is, 300 rpm or more (input cycle is less than 17w)
In this case, as shown in Fig. 4(C), the rotation angle signal NE becomes high level at the rising edge of the rotation angle signal NE before the top dead center of each cylinder, and the rotation angle signal NE near the top dead center (TDC) becomes high level. The fixed edge ignition signal B which becomes low level at the rising edge of is outputted to the fail judgment circuit 8 as the ignition signal IGt (B/U). In addition, the signal switching circuit 11 is used when the engine rotation speed is less than 30 Orpm (the input cycle is made by 17 or more).
In this case, as shown in Figure 4 (81), the top dead center of each cylinder (
The ignition signal IGt (B/ It is output to the fail judgment circuit 8 as U). When this MPU 5 is out of order, for example, when starting electricity at extremely low rotation speeds (for example, 10,100 rpm) at the rising edge of the two rotational angle signals NH just before the top dead center of each cylinder shown in FIG. The rising edge of the reference rotation angle signal NE is BTDC (before top dead center) lO
Since it is set near e, the energization time becomes as long as 50 - as shown in FIG. 12, and the temperature of the power transistor 13 increases as is clear from the graph shown in FIG. 13. That is, the heat generated by the transistor 13 increases. In order to prevent this heat generation, if the ignition coil 15 is turned off in 10+ seconds after starting, the BTDC will be approximately 3.
The ignition occurred at 4 degrees (-30 degrees This may cause the starter to lock, reverse rotation, or cause non-king. However, when the MPU 5 fails and the engine is at extremely low rotation speed, the signal switching circuit 11 causes the rotation angle signal NE of BTDCI Oo to change for a predetermined period of time (5 m in this embodiment) from the reference edge of the rotation angle signal NE, as shown in FIG. 11(C). As shown in Figure 15, the engine's required advance angle is near top dead center (TDC), which prevents premature ignition and prevents the starter from locking due to reverse torque.
Reverse rotation and knocking are prevented and driving performance is maintained. In this way, in this embodiment, even when the MPU 5 is normal,
In addition, even when the MPU 5 is abnormal, if the engine speed becomes less than an extremely low speed (300 rpm), ignition is activated for a predetermined period of time at the rising edge of the reference rotation angle signal NE just before top dead center of each cylinder. Since the coil is energized, even if the engine stalls after the ignition coil 15 starts to be energized, the heat generated by the power transistor 13 that constitutes the igniter 12 is reduced, thereby making the power transistor 13 less expensive. At the same time, the ignition coil 15 can be made to have a small primary resistance to reduce coil heat generation. Further, by making the ignition coil 15 have a small primary resistance, the rise of the primary current during high rotation can be accelerated, thereby improving the ignition performance. In the above embodiment, an ignition device was described in which the rotation angle sensor 2 that outputs a rotation angle signal every 30@crank angles was used and the ignition signal IGt was output based on the reference angle signal of the reference angle sensor 3. As shown in Figure 16, the ignition system uses a rotation angle sensor that outputs a rotation angle signal near the top dead center of each cylinder without using a reference angle signal, and in the same way as above, the engine rotation speed (or rotation angle signal The ignition signal may be switched between a fixed-width ignition signal and a fixed-width ignition signal depending on the input period (input period). Also, in the above embodiment, a 6-cylinder engine was described, but
It goes without saying that this method can be applied to engines such as 3.4 cylinders. [Effects of the Invention] As detailed above, according to the present invention, the long energization time of the ignition coil during extremely low rotation of the internal combustion engine is eliminated, the constant current control time is shortened, and the heat generated by the power transistor constituting the igniter is reduced. As a result, the power transistor can be made inexpensive, and the ignition coil can be made with a small primary resistance to reduce coil heat generation; This has the excellent effect of accelerating the rise of the primary current at high rotation speeds and improving ignition performance.
第1図はこの発明を具体化した一実施例の電気的構成を
示すブロック図、第2図はバックアップ回路を示すブロ
ック図、第3図はバックアップ点火信号発生回路を示す
ブロック図、第4図はバックアップ時における作用を説
明するための各波形図、第5図はマイクロコンピュータ
が実行するメインルーチンを示すフローチャート、第6
図は回転角信号による割込処理を示すフローチャート、
第7図は固定点火処理を示すフローチャート、第8図は
点火時刻通電終了セント処理を示すフローチャート、第
9図は電源電圧とエンジン回転数とをパラメータとする
通電時間のマツプ、第10図はMPUが実行する固定点
火処理を説明するための各波形図、第11図はバックア
ンプ時における作用を説明するための各波形図、第12
図はエンジン回転数と回転角信号の入力周期との関係を
示すグラフ、第13図は点火コイルの通電時間とパワー
トランジスタの温度との関係を示すグラフ、第14図は
エンジン回転数と全閉時最適点火時期との関係を示すグ
ラフ、第15図はエンジン回転数と点火時期との関係を
示すグラフ、第16囚は別の実施例のバンクアップ時に
おける作用を説明するための各波形図である。
図中、2は回転角センサ、3は基準角センサ、5は演算
手段及び固定点火手段としてのマイクロコンピュータ、
12はイグナイタ、15は点火コイルである。
特許出願人 日本電装 株式会社代 理 人
弁理士 恩1)博宣第 6 図
第10図
1気筒TDC5気筒TDCFIG. 1 is a block diagram showing the electrical configuration of an embodiment embodying the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a backup circuit, FIG. 3 is a block diagram showing a backup ignition signal generation circuit, and FIG. 4 5 is a flow chart showing the main routine executed by the microcomputer, and 6 is a waveform diagram for explaining the action during backup.
The figure is a flowchart showing interrupt processing using rotation angle signals.
Fig. 7 is a flowchart showing fixed ignition processing, Fig. 8 is a flowchart showing ignition time energization end cent processing, Fig. 9 is a map of energization time using power supply voltage and engine speed as parameters, and Fig. 10 is MPU 11 is a waveform diagram for explaining the fixed ignition process executed by
The figure is a graph showing the relationship between the engine speed and the input period of the rotation angle signal, Figure 13 is a graph showing the relationship between the ignition coil energization time and the temperature of the power transistor, and Figure 14 is the graph showing the relationship between the engine speed and the fully closed Fig. 15 is a graph showing the relationship between the engine speed and the ignition timing, and Fig. 16 is a graph showing the relationship between the engine speed and the ignition timing. It is. In the figure, 2 is a rotation angle sensor, 3 is a reference angle sensor, 5 is a microcomputer as calculation means and fixed ignition means,
12 is an igniter, and 15 is an ignition coil. Patent applicant: Nippondenso Co., Ltd. Agent: Patent attorney On 1) Hironobu Figure 6 Figure 10 1-cylinder TDC 5-cylinder TDC
Claims (1)
信号を出力する回転角センサと、 上記回転角信号及び内燃機関の運転状態に応じて点火コ
イルの通電時間及び点火時期を算出して信号を出力する
演算手段と、 前記演算手段からの出力信号に基いて点火コイルの1次
電流を制御するイグナイタと を備えた内燃機関の点火装置において、 内燃機関の回転数が所定の極低回転の時、前記演算手段
による点火時期を無効化して各気筒の上死点直前乃至上
死点での回転角信号に同期して点火コイルの通電を開始
させた後、所定時間後に通電を終了させる固定点火手段
を備えたことを特徴とする内燃機関の点火装置。[Scope of Claims] 1. A rotation angle sensor that detects the rotation of the internal combustion engine and outputs a rotation angle signal at a predetermined rotation angle position; An ignition device for an internal combustion engine, comprising a calculation means for calculating ignition timing and outputting a signal, and an igniter for controlling a primary current of an ignition coil based on the output signal from the calculation means, comprising: a rotation speed of the internal combustion engine; is at a predetermined extremely low rotation, the ignition timing by the calculation means is disabled and energization of the ignition coil is started in synchronization with the rotation angle signal from just before top dead center to top dead center of each cylinder, and then An ignition device for an internal combustion engine, comprising a fixed ignition means that terminates energization after a certain period of time.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11212288A JPH01285661A (en) | 1988-05-09 | 1988-05-09 | Ignition device for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11212288A JPH01285661A (en) | 1988-05-09 | 1988-05-09 | Ignition device for internal combustion engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01285661A true JPH01285661A (en) | 1989-11-16 |
Family
ID=14578741
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11212288A Pending JPH01285661A (en) | 1988-05-09 | 1988-05-09 | Ignition device for internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01285661A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012229654A (en) * | 2011-04-26 | 2012-11-22 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | Igniter, and ignition control method thereof |
JP2020033925A (en) * | 2018-08-29 | 2020-03-05 | ダイハツ工業株式会社 | Control device of internal combustion engine |
Citations (3)
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JPS51132340A (en) * | 1975-01-16 | 1976-11-17 | Mitsubishi Electric Corp | Internal combustion enctine ignition device |
JPS62170773A (en) * | 1986-01-22 | 1987-07-27 | Mitsubishi Electric Corp | Ignition control device of internal combustion engine |
JPS6388274A (en) * | 1986-10-01 | 1988-04-19 | Hitachi Ltd | Ignition control device for internal combustion engine |
-
1988
- 1988-05-09 JP JP11212288A patent/JPH01285661A/en active Pending
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