JPH0240863B2 - - Google Patents

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JPH0240863B2
JPH0240863B2 JP56080572A JP8057281A JPH0240863B2 JP H0240863 B2 JPH0240863 B2 JP H0240863B2 JP 56080572 A JP56080572 A JP 56080572A JP 8057281 A JP8057281 A JP 8057281A JP H0240863 B2 JPH0240863 B2 JP H0240863B2
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ignition timing
signal
circuit
time
outputs
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Takeshi Matsui
Hideo Ooyama
Ryosuke Jo
Teruyoshi Ito
Motofumi Kawai
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NipponDenso Co Ltd
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Publication date
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Priority to DE19823220001 priority patent/DE3220001A1/de
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Publication of JPH0240863B2 publication Critical patent/JPH0240863B2/ja
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/15—Digital data processing
    • F02P5/1502—Digital data processing using one central computing unit
    • F02P5/1504—Digital data processing using one central computing unit with particular means during a transient phase, e.g. acceleration, deceleration, gear change
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P3/00—Other installations
    • F02P3/02—Other installations having inductive energy storage, e.g. arrangements of induction coils
    • F02P3/04—Layout of circuits
    • F02P3/045—Layout of circuits for control of the dwell or anti dwell time
    • F02P3/0453—Opening or closing the primary coil circuit with semiconductor devices
    • F02P3/0456—Opening or closing the primary coil circuit with semiconductor devices using digital techniques
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関用点火時期制御装置に関し、
特に加速時においても制御精度の高い点火時期制
御装置に関するものである。
オイルシヨツクに端を発した省エネルギー車に
対する市場ニーズに呼応して、熱効率が最大とな
る様に内燃機関の点火時期を制御する各種の電子
式制御装置が採用されるようになつた。
従来のこの種装置に於ては、精密な点火時期を
得るためにクランク軸プーリー上に、クランク軸
１回転あたり例えば90個の突起を有する磁性体の
円板を設け、これを２個の電磁ピツクアツプによ
り検出してクランク軸１回転あたり180個の信号
を得、更に波形整形回路で逓倍処理を行ないクラ
ンク軸１回転あたり360個の回転角信号を得ると
ともに、各気筒の上死点（TDC）毎に１個の基
準位置信号を得て、この基準位置から前記回転角
信号を直接計数し目標点火時期に相当する計数値
となつた時点で点火を行なう第１の点火時期制御
方法が採られていた。
この第１の点火時期制御方法では、複数の電磁
ピツクアツプを使用することによる取付上の制
約、電磁ピツクアツプと電子制御装置との接続個
所の増加に伴う信頼性の低下、波形処理回路の複
雑化に伴なうコストアツプ等の種々の問題があ
る。
これに対し、各気筒の点火回数と同じ数の基準
位置信号を各気筒のTDCより常に一定角度だけ
前の位置で検出し、目標点火時期をこの回転角信
号よりの遅れ時間として演算し、この基準位置信
号より所定の時間経過後に点火を行なう第２の点
火時期制御方法が有る。
この第２の点火時期方法ではセンサー及び波形
処理回路の簡略化に伴なうコストダウン、信頼性
の向上のメリツトが得られる反面、前記基準位置
信号よりの遅れが大きい位置に目標点火時期を設
定した場合の過渡時の点火時期精度が著しく損な
われるという重大な問題が発生する。
即ち、通常の自動車用機関をレーシング加速し
た場合第１図ａに示す如くアイドル運転時の回転
数の600rpmから直線的に回転数が上昇していき、
約１秒間で最高回転数の6000rpmに達する。一方
通常のエンジンの熱効率が最大となる状態で運転
する為には点火時期の最大進角値は60゜CA（クラ
ンク角度）程度が要求される為、前記第２の点火
時期制御方法に於ける基準位置はTDC前
（BTDC）60゜CAにとられることになる。そこで、
レーシング加速初期に於ては第１図ｂに示すよう
に例えばほぼTDC付近の目標点時期（点火進角
0゜CA）での点火を狙つたにもかかわらず12゜CA
にも及ぶ点火時期の誤差を発生する。第１図ｂは
基準位置をBTDC60゜CAとした場合の目標点火時
期60゜、40゜、20゜、0゜のそれぞれの値に対するレー
シング点火時の実点火時期の実測値を示したもの
である。
ここで、最適点火時期特性は、内燃機関の特性
により変化し一義的に決定できないが第７図に示
す例のように、軽負荷ほど進角し、高回転ほど進
角する傾向を持つ。従つて、上述した第２の点火
時期制御方法のごとく、各気筒の点火回数と同じ
数の基準位置信号を各気筒のTDCより一定角度
だけ前の位置で検出し、目標点火時期をこの回転
角信号よりの遅れ時間として演算し、この基準位
置信号より所定の時間経過後に点火を行うもので
は、上記最適点火時期を実現するためには、前述
したごとく、基準位置はBTDC60℃Ａにとられ
ることになる。
この方法で、目標点火時期と実際の点火時期の
誤差が発生する理由を以下に記す。
上記遅れ時間τoffは以下のように算出される。
τoff＝（Θref−Θig）×ｔ ここで、 Θref：基準位置信号発生角度 Θig：目標点火時期 ｔ：単位角度を回転するのに要する時間 レーシング加速初期のように、回転数の急激な
変化がある場合のおいては、τoffを算出するのに
用いた時の回転時期ｔと基準位置からτoffの時間
計測を行う時の回転時間t′に差が生じる。
即ち、目標点火時期で点火するためには遅れ時
間τ′offは、 τ′off＝（Θref−Θig）×t′ となり、誤差Δτは、 Δτ＝τoff−τ′off ＝（Θref−Θig）×ｔ−（Θref−Θig）×t′ ＝（Θref−Θig）×（ｔ−t′） となる。
角度で表現すれば ΔΘ＝（Θref−Θig）×（ｔ−t′）／t′ である。前述の例においては、 Θref＝60℃Ａ Θig＝０、20、40、60℃Ａ 回転数の変化：600→6000rpm／1sec の条件において上記ΔΘを計算した結果が第１図
ｂに示してある通りである。
なお、第１図ａ，ｂのレーシング加速前半部分
の特性を拡大してより詳細に示したのが第８図
ａ，ｃであり、第８図ｂはこの条件における単位
角度（１℃Ａ）当たりの回転時間の変化状態およ
び点火タイミングの経時変化を、第８図ａ，ｃと
時間軸を一致させて示すものである。ここで、第
１図ｂ及び第８図ｃは、前述したごとく、通常の
アイドル運転時の回転数の600rpmから6000rpm
まで加速した場合の60゜、40゜、20゜、0゜（TDC）の
各目標点火時期（破線）と、それらの値に対する
実際の点火時期（実線）との時間変化状態をそれ
ぞれ表すものであつて、破線と実線との間の差が
各目標点火時期での誤差ΔΘとなり、基準位置よ
り目標点火時期が離れている程、誤差ΔΘは大き
くなる。
そこで本願第１番目の発明は、各気筒の所定位
置（例えば上死点）毎に周期的にくり返される信
号を波形整形して回転数の上昇とともに前縁が点
火時期の進角側に移動するパルス信号を得、機関
の負荷の大きさおよび回転数から目標とする点火
時期を前記パルス信号の前縁よりの遅れ時間とし
て算出し、この遅れ時間が前記パルス信号の前縁
より経過した時点で点火時期信号を出力し点火を
行なう構成とすることによつて、加速時において
も点火時期の目標点火時期からの遅れが少なく、
加速時の出力低下、加速フイーリングの悪化を引
き起こさない簡単な構成の点火時期制御装置の提
供を目的としている。
さらに本願第２番目の発明は、上記第１番目の
発明の装置に、遅くとも前記パルス信号の前縁で
点火回路の点火コイルに通電する機能を付加する
ことによつて、加速時の点火時期の遅れを少なく
することができると共に、加速時に点火コイルへ
の通電時間が不足して失火を生ずることがない点
火時期制御装置の提供を目的としている。
以下本発明を図に示す実施例により説明する。
第２図はその電気回路図であり、１ａはデイスト
リビユーターに内蔵された磁性ローターで、その
回転にともないピツクアツプコイル１ｂに、各気
筒のTDC毎に周期的にくり返され回転数の上昇
とともに変化量が大きくなる第３図Ａ，Ｂのａに
示す基準位置信号を発生する。ここで、磁性体ロ
ーター１ａとしては第２図に示す如く、外周に通
常の突起を有する通常の形状のものを用いること
によつて、周知の如く、回転数の上昇に伴いその
周期が短くなるとともに、その出力電圧が大きく
なる（立ち上がりが急峻になる）第３図Ａ，Ｂの
ａに示すような基準位置信号が得られるものであ
る。１０は波形整形回路で、基準位置信号を波形
整形して第３図Ａ，Ｂのｂに示すパルス信号とし
ての整形信号を出力する。この波形整形は基準位
置信号を比較レベルVthと比較して行なう。１１
ａ，１１ｂはノイズ除去用コンデンサであり、１
２ａ，１２ｂはコンパレーター１５の誤動作防止
の為にピツクアツプコイル１ｂにダイオードの順
方向ドロツプ分の電圧を発生させる抵抗およびダ
イオードであつてバイアス発生回路を構成する。
１３ａ，１３ｂはコンパレーター１５の入力端子
に過大な電圧が印加されない様にするためのリミ
ツタを構成する。１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４
ｄはコンパレーター１５とともに、シユミツトト
リガ回路として動作し、ピツクアツプコイル１ｂ
に誘起された微小ノイズによる誤動作を防ぐ抵抗
およびコンデンサである。
波形整形回路１０の出力は点火時期演算回路の
主要部をなすマイクロコンピユーター１００の割
込入力端子に印加されるとともに切換回路
７０に印加される。２はエンジンの負荷状態を検
出するための吸気圧力センサであり、その出力と
なる吸気圧力信号はノイズフイルタ２０を介して
アナログマルチプレクサ４１の入力端子i1に入力
される。３はエンジンの冷却水温を検出する水温
センサで、分圧抵抗３１，３２によりバイアス電
圧が印加されたノイズフイルタ２０を介して水温
信号はアナログマルチプレクサ４１の入力端子i2
に入力される。バツテリ電圧は抵抗３３，３４に
より分圧された後ノイズフイルタ２０を介してア
ナログマルチプレクサ４１の入力端子i3に入力さ
れる。
アナログマルチプレクサ４１は入力端子P20，
P21よりの選択端子Ａ，Ｂへのバイナリ信号印加
により、入力端子i1，i2，i3への各入力信号の内
１つのアナログ信号のみを選択し、出力端子Ｑへ
出力する。４２はアナログコンパレーターでアナ
ログマルチプレクサ４１の出力端子Ｑからのアナ
ログ電圧と、アナログコンピユーター１００の出
力端子P10乃至P17に出力されたバイナリ信号をバ
ツフア４３を介して抵抗ラダー４４に印加して発
生したＤ／Ａ変換電圧とを比較し、“１”又は
“０”レベルの信号をマイクロコンピユーター１
００のテスト入力端子T1へ出力する。つまり、
出力端子Ｑのアナログ電圧をＡ／Ｄ変換してマイ
クロコンピユーター１００に取り込んでいる。
５０は周知の定電圧発生回路で、バツテリ電圧
VBより点火時期制御のための電源VCCを発生す
る。VCCの値はここでは5Vに選んである。抵抗６
１、コンデンサ６２にて構成される遅延回路はマ
イクロコンピユーター１００のリセツト端子
RESの電圧の立上がりを、電源電圧VCCの立上が
りから一定時間だけ遅らせて電源投入時のマイク
ロコンピユーターの内部状態を初期化するもので
ある。７０はAND・ORセレクト回路でマイクロ
コンピユーター１００の出力端子P26からの切換
信号により、コンパレーター１５の出力信号であ
る基準位置信号又は、マイクロコンピユーター１
００の出力端子P24からの点火時期信号の切換を
行ない、出力バツフア回路８０へ点火時期信号を
出力する。この点火時期信号は更にイグナイタ９
０で電流増幅されて点火コイル９１に印加され
る。
マイクロコンピユーター１００は例えばインテ
ル社製i8048であり、制御プログラム及びデータ
用のROM、RAM、ｉ／Ｑ、及び１クロツクが
80μSで作動する８ビツトのタイマーカウンタを
内蔵する。割込は端子に“０”レベル信号
が印加されて、発生するiNT割込と、内蔵タイ
マーのオーバフローにより発生するTimerの割込
みとの２種類がある。
点火時期制御にあたつては、タイマー及びカウ
ンターの機能が特に重要で本実施例に於ては以下
に示す４つの機能が必要となる。
１ 機関回転数Ｎを知る為に、各気筒のTDCか
らTDC（クランク角度で180゜に相当）までの時
間T180の計測機能。
２ イグナイタの通電開始時間（第３図Ａ，Ｂの
ｅに示す点火時期信号の立上がり時点）を決定
するためのタイマー機能。（通電開始タイマ）。
３ イグナイタの通電終了時点即ち点火時期（第
３図Ａ，Ｂのｅに示す点火時期信号の立下がり
時点）を決定するためのタイマー機能。（点火
時期タイマー）。
４ 前記３の点火時期タイマーにセツトする値を
決定するための点火時期タイマーのスタートか
ら次のTDC迄の時間（第３図Ａ，Ｂのｂに示
す整形信号が“０”レベルの時間）の計測機
能。
本実施例で使用のマイクロコンピユータ１００
においては上記機能の１と２を内蔵のタイマーカ
ウンタにて達成する。但し、このタイマーカウン
タにて処理できる最長時間の20.48ｍｓ以上の時
間の処理はタイマーカウンタのオーバーフロー毎
に変数TOCの値を１ずつ変化させるソフトウエ
アカウンタで対処している。そしてイグナイタの
通電開始のタイミングは次のような決定してい
る。即ち、前の気筒のTDC位置において必要な
値をタイマーカウンタ及びソフトウエアカウンタ
にセツトしておき、タイマーカウンタがカウント
ダウンして０になる毎に（実際の動作はカウント
アツプであるが本実施例の論旨には無関係のため
以下の説明を容易にすべくカウントダウンとす
る）変数TDCの値を１ずつ減らしていき、変数
TOCの値が０になつた時点をイグナイタの通電
開始タイミングとしている。また、各気筒の
TDCからTDC迄の時間T180は、TDCに於ける変
数TOC及びタイマーカウンタの値と前の気筒の
TDCに於ける変数TOC及びタイマーカウンタの
初期値との差より求める。
前記機能３、４はソフトウエアループによる方
法を用いる。即ち、第３図Ａ，Ｂのｂに示す整形
信号の立下がりが割込入力端子に入力され
た時点でiNT割込が発生し、必要な値をタイマ
ー変数TOFFに初期値として与える。タイマー変
数TOFFは割込入力端子が“１”となるま
で、ソフトウエアループ中でカウントダウンされ
る。前記４の機能はタイマー変数TOFFのTDC
に於ける値と初期値との差として求められる。
なお、前記機能３の点火タイミングはタイマー
変数TOFFが０になつた時点とする。
またマイクロコンピユータ１００は、P10乃至
P17の端子へ２進値を出力しバツフア４３、抵抗
ラダー４４で構成されるＤ／Ａ変換器の出力電圧
とアナログマルチプレクサ４１の出力電圧とをア
ナログコンパレーター４２で比較した結果をテス
ト入力端子T1へ入力して公知の逐次比較型Ａ／
Ｄ変換をソフトウエア的に実行する。出力端子
P20，P21はアナログマルチプレクサ４１の入力信
号の切換信号を出力する。出力端子P24は演算に
より求めた点火時期信号を出力する。出力端子
P26は機関回転数の高低に応じて、演算により求
めた点火時期信号又は第３図Ａ，Ｂのｂに示す整
形信号を切換えるためのコントロール信号を出力
する。
次に、本発明の動作を第３図Ａ，Ｂに示すタイ
ミングチヤート及び第４図Ａ，Ｂに示すフローチ
ヤートに従つて説明する。
まず、イグニツシヨンスイツチONによりバツ
テリ電圧が点火時期制御装置に印加されると、定
電圧発生回路５０がマイクロコンピユータ１００
をはじめとする回路素子に電源電圧VCCを供給す
る。マイクロコンピユータ１００のリセツト端子
RESに電源電圧VCCが抵抗６１、コンデンサ６２
により一定時間だけ遅らさせて印加され、マイク
ロコンピユータ１００の内部状態が初期化されて
第４図Ａにすフローチヤートの２００からプログ
ラムがスタートする。２０１のルーチンでは変数
の初期化を行なう。T180は各気筒のTDCから
TDCまで、即ち４気筒４ストローク機関でクラ
ンク軸180゜回転するのに要する時間で、初期値
TOをセツトする。また変数TOCにはT180の初期
値TOの上位バイトを初期値としてセツトする。
２０２は出力信号の初期化ルーチンで演算点火出
力端子P24を“０”レベルとし、又出力端子P26を
“１”レベルとして、第３図Ａ，Ｂのｂに示す整
形信号を直接イグナイタ９０への出力信号とす
る。
スタータスイツチがONされて機関が回転を始
めると、第３図Ａ，Ｂのａに示す基準位置信号が
得られこれを波形整形回路１０で波形整形して同
図ｂの整形信号が得られる。
時刻t0になると入力端子に加わる整形信号
が“０”レベルになり条件分岐２０３は、条件分
岐２０４へ抜ける。整形信号が“０”レベルの間
条件分岐２０４でループした後、時刻t1で２０５
のルーチンへ移る。２０５のルーチンではTDC
からTDCまでの時間T180の計測の準備として内
蔵のタイマーカウンタにT180の初期値TOの下位
のバイトを初期値として入れた後、タイマーカウ
ンタをスタートさせる。２０６のルーチンはタイ
マー割込、iNT割込をエネーブルさせ、２１０
のルーチンはTDCからTDCまでの時間T180の逆
数演算からエンジン回転数Ｎを求める。
２１１のルーチンでは出力端子P20，P21にとも
に“０”レベルを出力してアナログマルチプレク
サ４１の入力として吸気圧信号を選択し、ソフト
ウエアによるＡ／Ｄ変換を行なつて吸気圧Ｐを求
める。このソフトウエアによるＡ／Ｄ変換の方法
は公知のため詳細は省略する。２１２のルーチン
では回転数Ｎ、吸気圧Ｐを入力とするマツプ演算
により、点火時期からTDCまでの時間に対応し
た基本進角時間τBを得る。２１４のルーチンでは
水温TWをＡ／Ｄ変換し、水温進角の時間換算値
τWをテーブル演算ｇ（TW）により求める。２１５
のルーチンでは基本進角時間τBと水温進角時間τW
との和として、TDCよりの進角時間τを求める。
２１６のルーチンではバツテリ電圧VBをＡ／Ｄ
変換し、次の２１７のルーチンでイグナイタの閉
角度の電源電圧補正の時間換算値τVをテーブル演
算ｈ（VB）より求める。２１７のルーチンの次は
再びルーチン２１０へ戻りメインルーチンを形成
し同じ演算を繰返す。
３００はタイマーカウンタのオーバーフローに
よるタイマー割込であり、ルーチン３００で変数
TOCの値が０で無ければ３０３へ飛び変数TOC
の値を１減して、３０４でタイマー割込からリタ
ーンする。第３図Ａ，Ｂのｃに示すキヨ歯状波
は、タイマーカウンタとその上位カウンタである
TOCを連結した値を示している。時刻t2でタイ
マー割込が生じると、条件３０１が成立し３０２
のルーチンが実行され出力端子P24に“１”レベ
ルが出力されるが、出力端子P26が“１”レベル
のため第３図Ａ，Ｂのｅに示す点火時期信号は変
化しない。そして、時刻t3で第３図Ａ，Ｂのｂに
示す整形信号が“０”レベルに変化すると整形信
号がAND・ORセレクト回路７０を介して出力さ
れイグナイタ９０が通電されると同時に第４図Ｂ
に示すiNT割込４００が発生する。
４０１のルーチンでは出力端子P24を“１”レ
ベルとするが、出力端子P26が“１”レベルの間
は無効である。４０２のルーチンは前回のiNT
割込のルーチン４１３で測定した整形信号が
“０”レベルの時間Tdwと、メインルーチン２１
５で計算した進角時間τとの差を点火時期タイマ
ーの初期値τOFFとし、更に点火時期タイマーのタ
イマー変数TOFFへ初期値τOFFをセツトする。
時刻t3から時刻t4までの間は４０３，４０４，
４０５のルーチンで構成されるソフトウエアルー
プをループしながらTOFFの値をデクリメントし
iNT入力が“１”レベルになるのを待つ。
４１３のルーチンでは時刻t3に於ける点火時期
タイマーの初期値τOFFと時刻t5に於ける値TOFFと
の値との差より、第３図Ａ，Ｂのｂに示す整形信
号の立上がりから立上がりまでの時間Tdwを求
める。４１４のルーチンでは内蔵タイマーの値を
変数TMRへ読込む。４１５のルーチンでは変数
TOCと内蔵タイマーとで構成される通電開始タ
イマの時刻t1での初期値τONと時刻t5での値
（TOC×256＋TMR）との差からクランク軸180゜
の回転分の時間T180を求める。４２０のルーチン
ではクランク軸180゜回転分の時間T180と整形信号
が“０”レベルの時間Tdw、イグナイタ閉角度
（通電時間）の電源電圧補正時間τW、進角時間τ
との差から、次の通電開始タイマの初期値τONを
計算する。４２１のルーチンでは通電開始タイマ
の初期値τONの下位バイトを内蔵タイマーにセツ
トする。４２２のルーチンでは上位バイトを変数
TOCへセツトする。４２３のルーチンではクラ
ンク角度180゜回転の時間T180を所定値T0と比較す
るが機関回転数が低いと４２５のルーチンリター
ンする。時刻t5からt9までの動作はt1からt5まで
の動作を殆んど同じであるが、機関回転数の上昇
に伴なつて条件４２３が成立し、４２４が実行さ
れ、出力端子P26が“０”レベルになるとt9以降
の点火時期信号はマイクロコンピユータ１００で
演算されて出力端子P24から出力される信号に切
換る。
次に定常回転数に於ける本発明の作動について
説明する。時刻t9に於いて通電開始タイマ（第３
図Ａ，ＢのＣは４２０，４２１，４２２のルーチ
ンにより初期値を与えられてカウントをスタート
する。時刻t10で内蔵カウンタがオーバーフロー
を起こしタイマー割込が発生する。このとき変数
TOCの値は０となつており、条件３０１が成立
し３０２が実行されて出力端子P24が“１”レベ
ルになる。ここで、AND・ORセレクト回路７０
のコントロール信号として、すでに時刻t9で端子
P26が“０”に切換られて出力端子P24の出力がイ
グナイタの通電制御信号として選択されているの
で、第３図Ｂのｅに示す点火時期信号が立上がり
イグナイタの通電が開始される。時刻t11で整形
信号が“０”レベルになると、iNT割込が発生
し、プログラムの制御は４００へ移る。４０１の
ルーチンでは出力端子P24へ“１”レベルを出力
するが、既にt10にて“１”レベルが出力されて
おり無効となる。４０２のルーチンでは前回の整
形信号の“０”レベルの時間すなわち、Tdw＝t9
−t7とメインルーチンの２１５で計算された
TDCよりの目標点火進角時間τとの差τOFFを初期
値としてソフトウエアによる点火時期タイマがカ
ウントダウンを開始する。カウントダウンは４０
３，４０４，４０５のルーチンをループすること
で行なわれる。時刻t12になると、４０４の条件
TOFF＝０が成立し制御は４１０のルーチンへ移
る。
４１０ではP24が“０”レベルにされ、これに
伴ない点火時期信号は“０”レベルとなり、イグ
ナイタへの電流が遮断され点火動作が行なわれ
る。
次に整形信号が“１”レベルとなる時刻t13ま
では、４１１，４１２のルーチンをループしてい
る。時刻t13が来ると制御は４１３のルーチンへ
移る。４１３で計算されるTdwは時刻t11からt13
までの時間を表わしている。
上記説明では定常運転を前提として行なつた
が、定常運転に於ては各TDC毎に計測される整
形信号が“０”レベルである時間、即ちTdwの
値は同じとなる。従つて、１つ前のTDC位置に
於て計測されたTdwと目標進角時間τとから４
０２のルーチンにおける計算をして整形信号の立
下がりからτOFF後に点火を行なう様にすれば、こ
の点火時期（時刻t12）からTDCまで時間はコン
パレーター１５の比較レベルVthが変化して、
Tdwの値がいかに変ろうとも常に目標進角時間
τとなる。
次に時刻t13より加速を行なつた場合について
説明する。時刻t13に於て通電開始タイマの初期
設定を４２０，４２１，４２２のルーチンで行な
うが、演算に用いた各値は回転数が低い時刻t9か
ら時刻t13までの間に計測又は算出された値であ
るために、加速開始した時刻t13以降に対しては
この初期値が大き過ぎ通電開始タイマの値が０と
なるのは、整形信号が“０”レベルに立下がつた
以降となることがある。そこで、時刻t14で整形
信号が“０”レベルになつてiNT割込が実行さ
れると４０１のルーチンでP24出力を“１”レベ
ルとすることにより、通電開始タイマの初期値が
不適切であるためにイグナイタの通電が遅れ過ぎ
て、失火をしない様にしている。また同様に４０
２で計算される点火時期タイマの初期値も回転数
が低い時刻t9からt13までの計測値又は算出値をも
とに計算された値であるため、加速開始後の点火
時期設定用としては長過ぎて適切なものとは言え
ない。そこで、本実施例に於ては、基準位置信号
の検出用としてマグネツトピツクアツプを利用し
これを回転数に対して固定の比較レベルVthと比
較して第３図Ａ，Ｂの整形信号を得ており、更に
このマグネツトピツクアツプから得られる基準位
置信号の急峻な部分をTDCに、又波形のゆるや
かな側と比較レベルが交鎖する点即ち第３図Ａ，
Ｂの整形信号の立下がり点を通電開始タイマのカ
ウント開始点として利用しているため、加速によ
り基準位置信号の電圧が大きくなりこれに伴なつ
て整形信号の立上がり点が進角側に移動すること
で、前記点火時期タイマの初期値として長過ぎる
値が用いられても点火時期が異常に遅れる事を防
いでいる。
上記の整形信号（第３図Ａ，Ｂのｂ）の“０”
レベルの幅（パルス前縁発生位置）は、第５図に
示すように回転数とともに伸びているが、これは
点火時期タイマのカウント開始点側が進角側に伸
びた結果であり、第７図の点火時期特性に重ねる
と一点鎖線で示すようになる。また、本発明を４
気筒1800c.c.機関に適用した結果の点火時期の制御
状態を第６図に示す。600rpmから6000rpmを
1secで加速する条件に於て、目標値からの点火時
期のずれは最大３℃Ａであり従来方法に比べて大
幅に改良されていることが判る。
なお、上記実施例においては基準位置信号出力
回路としてマグネツトピツクアツプを用い、この
ピツクアツプの信号を所定の比較レベルと比較す
ることにより、前縁が回転数の上昇とともに点火
時期の進角側にのびるパルス信号を得ていたが、
他の基準位置信号出力回路あるいは他の波形整形
方法を用いるようにしてもよい。
以上述べたように、本願第１番目の発明におい
ては、クランク軸の一回転あたり多数の角度パル
ス信号を発生させるような複雑な構成は必要な
く、簡単な構成で加速時においても点火時期の目
標値からの遅れを少なくでき、加速時の出力低
下、加速フイーリングの悪化を防止できるという
優れた効果があり、また、本願第２番目の発明に
おいては第１番目の発明の効果に加えて、加速時
に点火コイルへの通電時間が不足して失火を生ず
ることを防止できるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図ａ，ｂおよび第８図ａ〜ｃは内燃機関を
レーシング加速した場合の従来の点火時期制御方
法における点火進角の遅れを説明するための図、
第２図は本発明の一実施例を示す電気回路図、第
３図Ａ，Ｂは本発明の作動説明に供するタイミン
グチヤート、第４図Ａ，Ｂは第２図に示す装置の
演算処理手順を示すフローチヤート、第５図は第
２図に示す装置の機関回転数に対する整形信号の
パルス幅を示す図、第６図は第２図に示す装置の
点火進角の制御状態を示す図、第７図は最適点火
時期特性の一例を示す図である。 １ａ，１ｂ……基準位置信号出力回路をなし回
転数検出手段の主要部をなすローター、ピツクア
ツプコイル、２……負荷検出手段をなす吸気圧セ
ンサ、１０……波形整形回路、８０，９０，９１
……点火回路の主要部をなす出力バツフア回路、
イグナイタ、点火コイル、１００……点火時期演
算回路の主要部をなすマイクロコンピユーター。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 内燃機関の各気筒の所定位置毎に周期的にく
    り返される信号を出力する基準位置信号出力回路
    と、この基準位置信号出力回路よりの出力信号を
    波形整形して回転数の上昇とともに前縁が点火時
    期の進角側に移動するパルス信号を出力する波形
    整形回路と、機関の負荷の大きさを検出する負荷
    検出手段と、機関の回転数を検出する回転数検出
    手段と、前記負荷の大きさおよび回転数から目標
    とする点火時期を前記パルス信号の前縁よりの遅
    れ時間として算出し、前記パルス信号の前縁より
    の経過時間が前記遅れ時間に一致した時点で点火
    時期信号を点火回路に出力する点火時期演算回路
    とを備えたことを特徴とする内燃機関用点火時期
    制御装置。 ２ 前記基準位置信号出力回路は回転数の上昇と
    ともに変化量が増大する信号を出力し、前記波形
    整形回路はこの出力信号を所定の比較レベルと比
    較することにより前記パルス信号を出力すること
    を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の内燃機
    関用点火時期制御装置。 ３ 内燃機関の各気筒の所定位置毎に周期的にく
    り返される信号を出力する基準位置信号出力回路
    と、この基準位置信号出力回路よりの出力信号を
    波形整形して回転数の上昇とともに前縁が点火時
    期の進角側に移動するパルス信号を出力する波形
    整形回路と、機関の負荷の大きさを検出する負荷
    検出手段と、機関の回転数を検出する回転数検出
    手段と、前記負荷の大きさおよび回転数から目標
    とする点火時期を前記パルス信号の前縁よりの遅
    れ時間として算出し、前記パルス信号の前縁より
    の経過時間が前記遅れ時間に一致した時点で点火
    時期信号を点火回路に出力すると共に遅くとも前
    記パルス信号の前縁で前記点火回路の点火コイル
    に通電する点火時期演算回路とを備えたことを特
    徴とする内燃機関用点火時期制御装置。 ４ 前記基準位置信号出力回路は回転数の上昇と
    ともに変化量が増大する信号を出力し、前記波形
    整形回路はこの出力信号を所定の比較レベルと比
    較することにより前記パルス信号を出力すること
    を特徴とする特許請求の範囲第３項記載の内燃機
    関用点火時期制御装置。
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