JPH04500256A - ディストリビューターレスの点火装置 - 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】 ディストリビュータ−レスの点火装置 本発明は内燃エンジンのための、ディストリビュータ−レスの点火装置に関する 。

普通、ディス）　ＩＪビューターレスの廃人装置と呼ばれる非回転型の高１圧ス パーク分配とエンジンのシリンダー毎に１つの点火コイルを持つ点火装置におい ては、各シリンダーの明確な識別のために２つの基準信号の設定を８四とするの が普通である。基準信号の１つは普通、１番目のシリンダーの上死点（ＴＤＣ） 　ｋ表わすもので、クランクシャフトから得られる。他の基準信号は、４ストロ ークのサイクルにおいては各シリンダーにおいて２つのＴＤＣが存在するが単に １つのスパークが必要とされるという事実から必要となるものである。結局、「 位相（フエ−ｙ！”）Ｊ信号と呼ばれるものが必要となり、これはＴＤＣ基準信 号と論理的に結合した時にＩ！１番目のシリンダーの明確な位置を表わし、セし てＣのようにして他のシリンダーの各々の位置本末められる。この「位相（フェ ーズ」信号は普通、クランクシャフト回転の７２０°毎にクランクシャフトから 得られる。

補正されていない位相信号は６６０°のクランクシャフトのオフセット金もって 点火コイルを駆動することに、そして結果的に排気位相中の混合気に点火するこ とにつながるので、スタートとエンジン動作の期間中には位相信号を論理補正の ためにチェック（例えは、連続する基準マークの都度、基準マークに関するある 角度位置範囲に位相信号が存在するか、または存在しないか全チェック）するこ とは、絶対に必要である。

位相発生器のこの診断は、最初の点火がトリが−される以前のエンジンのスター トにおいてさえ、少なくとも３６０°のクランクシャフトにわたって基準マーク 発生器と位相発生器の監視を必安どするので、スタート時点では著しく拡大され る。

本発明は、エンジンの回転位ｆｔを表わす第１信号を発生するための装置と、エ ンジンの別の回転位置を表わす第２信号を発生するための装置と、エンジン内の シリンダーの数に等しいか、またはその整数倍に等しい複数の点火コイルと、そ して前記第１信号に応答して点火信号を計算しそして出力するための計算装置と を有する内燃エンジンのための点火装置において、前記第１および第２信号の前 もって決められた論理的な組み合わせのない時に、計算装置が、同時にエンジン の２つのシリンダーをアドレスし、そして前記２つのシリンダーの各々と結合し ている１つのコイルまたは複数のコイルに点火信号を印加するように配置構成さ れてめるごとヲ脣徴とする点火装置を提供する。

この配置構成は、スパークがエンジンの最初の回転の間に発生して、そして点火 が起こる正しい位相（７エーで）状態の生じるまで継続するという事実による、 延長されたスタート時間の不都合を克服する。エンジンが稼動している間に第２ （位相）信号を検出するための装置に起こり得るあらゆる不具合に対して、普通 ＃−ｉ２重化スパークコイルに用いられる制御方法を、プロセッサーが用いるこ とも可能であって、こＣではスパークプラグの破！１１ｊがあったとしてもエン ジンが動作し続けること全可能とするために用いられる。

苓発ＢＡ會さらによ〈理解できるように、その実施例が添付■面金１＃照しなが ら例として説明されるのであって、すなわち、 纂１図は基本的なディス）　ＩＪビューターレスの点火装置を概略的に表わした 図であり、 藁２図は本発明を説明するために使用されるタイミング図であり、 第３図は、第１図の装置がどのようにして第２図に示されたスパークタイミング を与えるように動作するかを説明するための流れ図であり、そして第４図は、第 １図の装置が稼動条件においてどのように動作するのか全説明する流れ図である 。

説明されるべき実施例としては、４ストロークエンジンのための非回転型高電圧 ディストリビューション点火装置が説明される。この点火装置は、燃料噴射装置 のような別の装置に結合することもできる、とｂうことは１１Ｋ［する。

第１図を参照すると、マイクロコンピュータ−によ？）１！ｉ′Ｉ制御され九点 火装置は、少なくとも入力インターフェースの回路構成１、オンボードＲＡＭ　 ／　ＲＯＭおよびＡ／Ｄコンバーターｔ−ｗスルマイクロコントローラー２、お よび各シリンダーに１つずつの、複数の点火コイルを駆動するための出力インタ −７エース回路３とを含んでいる。嘱しマイクロコントローラー２に、エンジン 動作中に診断された不具合を永久的に蓄積するための永久的メモリー４が設けら れるならば、そのような廃人装置の作業所での診断には好都合である。Ｃのよう な永久的不具合メモリーは、例えばバッテリ保持された諏またはｇＥＰＦｔｏＭ またはパワーダウンモードを持つマイクロコントローラー等を利用することによ って備えられる。

この装置では、入力インターフェース回路１は、マイクロコントローラーのため に回転速度、負荷、エンジン温度、吸気温度、電池電圧、位相（フェー、！＃） 、スイッチ信号そしてその他のような、点火タイミングとドエル角を制御するの に必要な信号全適切に収集する仕事を受持っている。

速度信号の場合には、巣−のセンサーによって速度と基準マークを検出すること のできるのは公知の１トランスミツター型の進歩した自動車用装置（インクリメ ント　モトロニツクシステム）であると仮定して説明されるが、これに本発明が 制限されるものではない。

説明される実施例においてｄ％位相信号の場合には１つの信号がホールセンサー によって７２０°クランクシヤフト回転毎に生じ、そして速度信号におけるイヤ ツブと同期するような方法で調整され九ホール効果センサーによってその信号が 発生すると仮定している。

しかし、例えば誘導伝達原理のような、大；に変化し九原理によって動作するセ ンサーも、説明；れる方法と装置の変形として利用することが可能である。セン サーが適正に１作している時には、位相信号はクランクシー？７）（ロ）転に！ して所定の周Ｊｏ３を示すことだけが前提盛会条件である。秀に、本発明による 点火装置の、（正しく動作する位相センサーを持つ）１スパ一ク動作と（不具合 −位相センサーｉ待つ）２スパ一ク動作との間の切換えは、これによって影響さ れることはないＤ マイクロコントローラー２は、Ｉ工され次入力信号を公知の方法で測足し、そし てそれら信号から得られたエンジンのｇ間約な動作パラメーターを、その誠内に 蓄積する。得られ友人カバラメーターを中いて、マイクロコントローラーのＲＯ Ｍの中に蓄積されている制御プログラムは次（（、蓄積されている式、表、特性 頃および種々の曲線音用いて、エンジンのどのような条件に関しても埋壱的な（ 最適）点火およびドエル角？計算する。出力インターフェース回路３のために、 計算された点火およびドエル角全駆動信号に変換することは、集積されているタ イマー／カウンター回路音用いてマイクロコントローラー内で行なわれる。

出力インターフェース回路３は、マイクロコントローラーから与えられた駆動信 号によって、適半な出力段を介して点火コイルのために望ましい電流を供給する 。

この＠ｔがスタートする時、位相センサーの適正な動作が検出されるまでの間、 この点火装置は２スパークモードと呼ばれるモードで常に動作する。このモード では、動作サイクルで６６０°クランクシヤフトだけオフセットして動作してい る２つのシリンダーに属する２つの点火コイルは、いつの場合でも１８１！時に 駆動されることになり、それはつまり速度センサーからジャツブ／基準マークが 検出され九後の動作サイクルにおいては、いつでもシリンダー１と３の点火がト リが−され、そして１８００クランクシャフト回転後にシリンダー２と４の点火 がトリゴーされるということである。この処理プロセスは、２重スパーク点火コ イルと呼ばれるものが設けられている点火装置を動作させる時に用いられる方法 に相半し、第２図における期間Ａに示これてｂるものである。

位相信号の診断の結果、位相センサーが適切に機能しているならば、この廃人装 置は１スパークモードで動作させられが、または２スパークモードから１スパー クモードに切換えられる。この装ｆｔＫ、お（八では、エンジンの個々のシリン ダーに属している点火コイルは別個のものであって、そしてそれぞれのエンジン 設計（単独スパーク点火コイルを持つ非回転高１圧ディストリＣニージョンによ る通常の匍１＠１方法）に依存した点火ソーケンスで連続的に作動される型式で ある。これは第２図の期間ＢＫよって表わされている。位相センサーの欠陥がエ ンジンの動作中に検出ばれたならば、この寺火装？Ｉｌはセンサーが再び適正に 動作するようになるまで、再び２スパークモードで動作する。

「スタートモード」と「ノーマルモード」の流し図は、それぞれｌ！３図と第４ 図に示されており、そして４気筒エンジンに関する実施優によって、スタート処 理とノーマル運転のエンジン動作中に必安な、センサーにより印加される位相信 号のモニター手順および位相信号の診断から得られる、１スｌｆ−クモードと２ スハークモードとの間の点火装置の切換えが説明される。

第３図ヲ肴照すると、（１１池電圧における切替装置または点火スイッチによる ）「イグニション　オン」の後、点火装置は普通、速度信号のエツジの変化の有 ｘｔ尋ねることによって、スターターによるエンジン駆動の回転開始全検出する 。最初のスタート期間におけるオンざ−ド装置内の電気的妨害によるエンジン信 号の誤測定を避ける之め、速度信号の検出は普通、最初の速度信号のエツジを検 出した後にデバウンシング時間と呼ばれる朝間だけ抑制され、この時間が経過し た後に、込〈つかの数の速度信号エツジが、点火装置の制御に盛替なエンジンの 信号類の測定が開始されるまでに、カウントされる。次に、測定されたエンジン 信号から、制御プログラムはエンジン動作パラメーターを計算し、そして、それ らを用いて点火コイル全駆動するのに必要な変量「点火−」と「ドエル角」とを 提供する。この点において、後に位相信号のエツジの各変化ＩＣ手って増力させ られるべきカウンター（ＣＨＰ）は、改善的にピロにリセットされる。

次に制御プログラムは、点火コイルを駆動するために絶対的に必要な速！伝送器 信号の（または基準マークサーチの）ぞヤツプにＩ８′１期することを開始する 。この処理は公知であって、そのためこの明細書では、より詳細な説明は行なわ ない。位相センサーの診断のためには、この処理の間に、位相信号のエツジの各 変化が、カウンターＣＨＰの増ｍｔ経て計算されていることが必要である。

位相信号は、それによってどのシリンダーが久に点火されるのか全表わす情報を 提供する。換言すれば、この位相センサー信号はあるシリンダーに割り合てられ ており、そしてクランクシャフト回転の７２００毎に１回、安定状態が現われる ものである。位相センサーが正確に動作している時には、位相信号と速度信号と の間の関係は１位相信号のエツジの単に１回の変化は、第２図に示されているよ うに、速度信号においては、２つの連続する基準マーク同士の間で発生する。

基準マークは秀定のクランクシャフト位置、例えばシリンダー１の上死点、にお いて発生する。

速度センサーからのイヤツブ条件が満足された後に、または、最初の時には基準 マークが検出された後に、カウンターＣＨＰの内容が位相検出器の１作ｉモニタ ーする友めに評価される。２つの連続した基準マーク間に、位相信号のエツジの 変化が１つ？越えて検出されたならば、位相センサーは適正に動作していないと 想定できるので、荷足のシリンダーへの明確な割！ｌｌ付けは不可能である。位 相信号のエツジの変化が２つ観察されたなら、調節不良の位相伝送器が考えられ 、エツジの変化が２つ全越えているなら位相センサーの断続接続または、例えば ＥＭＩ妨害による、信号の乱れが考えられる。同様に、位相信号が検出されなか った（すなわち位相信号が常に「）・イ」または「ロー」である）ならば、位相 伝送器の機能不良が考えられる。再度、特定のシリンダーへの割り当ては不可能 である。

装置の信号不良がまた、永久的な不具合メモリーに蓄積されるならば、観察され た機能障害は不具合メモリー内に既に記録されている。永久的な不具合メモリー に入力きれる前に不具合が何度も起きているのであれば、観察された機能障害は 単に、ＣＰＵＱＲＡＭ内の不具合メモリーに計数されるのみである。

位相センサー信号のエツジの、単に１つの変化が、または何の変化もないことが 観察されたならば、位相伝送器の適正な機能に関しては何の報告も行なわれ々い Ｏ しかし、この診断の結果とは別に、最初のクランクシャフト回転の間は２スパー クモードで点火装ｆｉｌｋ動作させることが、そして最初のクランクシャフト回 転が完了して、そして次に位相信号の有用な診断が行なわれた後でのみ、点火装 置の１スパークモードへの移行が冥行できるかどうかを決定することが、望まし い。

これは第３図に示されている。

第４図は、マイクロコントローラーが、点火されたエンジンの最初のクランクシ ャフト回転が完了した後に、そしてエンジンの普通の回転の間に、どのように位 相センサー？モニターするよう配置されてｂるかを示している。カウンターＣＨ Ｐは、位相センサーのモニタールーチンの開始時（第４図の点Ａ）において、望 ましくはゼロに、リセットされている必要がある。位相信号のエツジの変化の都 度、カウンターＣＨＰは増加させられるよう計数が継続される。

イヤツブ条件が満足された後に、カウンターＣＥＰの内容はその都度、問い合わ せられる。正確に調節され元適正に動作する位相伝送器については、１回の特定 化されたクランクシャフト回転（例えばシリンダ−１の上死点からシリンダー１ の上死点まで）の間に位相伝送器のエツジの１つの変化が観察されるはずである 。

このことは、この点火装置が１スパークモードで動作することが、あるいは２ス パークモードから１スパークモードに切替えることが可能であることｔ示してい る。この装置においては、満足されたイヤツブ条件の間に測定され九位相伝送器 の信号の極性は、次の動作サイクルでトリが−される廃人はシリンダー１または ６のどちらに導かれるべきであるかを決定するのに用いられる（第４図の点８） 。

１回のクランクシャフト回転の間に位相信号のエツジの２つの変化が観察される ならば、１１節不良の位相センサーが考えられる。次に点火装置は論理的に２ス パークモードで動作する（第４図のｌ＃Ｃ）。１回のクランクシャフト回転の間 に位相信号のエツジに何の変化本なければ、位相センサーがアースまたは電池電 圧に短絡しているか、そうでなければ伝送器のプラグが欠損しているか、または 位相伝送器が調節不良であるかのいずれかである。後者の場合には、２回のクラ ンクシャフト回転にわたって位相伝送器信号を観察することによって決定できる 。この目的のために、カウンターＬ２が、クランクシャフト回転を計数するため に、容易に理解できる方法で用いられる。どの場合でも、点火装置の動作は２ス パークモード全５１続しているか、ま九は１スパークモードから２スパークモー ドに切替えられる。

１回のクランクシャフト回転の間に位相信号のエツジに２を越える変化が観察さ れたならば、位相センサーの断続的接続が考えられる。この点火装置は２スパー クモードで動作する。

前述の装置はシリンダー毎に複数の点火コイルを利用するようにも変更でき、そ の場合には各シリンダーの複数のコイルの各点火は、分離的に、または同時に、 動作するよう制御することができる。しかも、アイドリングのよつな、低速度に おいてドエル角か大きな時は、単独の点火パルスよりは短かいパルスの連発が各 シリンダーの１つの点火コイルまたは複数のコイルに印加される。

本発明の、前述の実施例は、速度信号における連続する基準マーク間の「エラ− ７に化」または抜書の変化を表わす位相センサー信号音用いることを前捷にして いる。しかし、この型式の信号を利用することが本発明に不可欠であるわけでは ない。

位相センサーは、クランクシャフトの各７２０°回転に１度、単一の短かいパル スを生じるものであってもよい。そのような信号は例えば、吸気または排気ペル デを動作させるカムシャフト上に設けられたホールセンサーから得ることができ る。このカムシャフトはクランクシャフトの速度の半分で回転する。この場合に は、本発明によって変更された装置が利用できる。

そのような変更され几１つの装置によれば、位相センサーの動作は単一の回転ま たは７２０Ｑのクランクシャフト回転のカムシャフトにおいて診断される。前に 指摘したように、位相信号はどのシリンダーに次の点火が行なわれるかを表わす 情報を提供する。位相センサーの正しい動作によれば、信号は率に７２００のク ランクシャフト回転のうちに１度だけしか現われない。クランクシャフトの７２ ０°回転毎に現われる位相信号の数は、位相センサーの動作を試験する適切な装 置によって検出される。２つの別々の不具合条件が織細これる。７２０°クラン クシャフト回転の間に１を越える位相信号が検出されるなら、例えばそれは位相 線の断続影響によるものである。この場合、特定のシリンダー全−確に割り当て ることが不可能なので、本しエンジンがスタートしたばかりであれば、２スパー クモードが継続され、またはエンジンが走行中であれば動作は２スパークモード に切替えられる。７２０゜クランクシャフト回転の間に何の位相センサー信号本 検出されない（信号が常に「）・イ」または「ロー」）可能性もある。この時も 特定シリンダーに割り当てることが不可能であるから、２スパ一ク動作か継続さ れるか、またはこれに切替えられる。

ｇｐ〕曾ｐｌｒマ 国際調査報告

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. １．エンジンの回転的な位置を表わす第１信号を発生するための装置と、エンジ ンの別の回転的な位置を表わす第２信号を発生するための装置と、エンジンのシ リンダーの数に等しい数の、またはシリンダーの数のうち一部の数に等しい数の 複数の点火コイルと、そして前記第１信号に応答して点火信号を計算して出力す るための計算装置とを有する、内燃エンジンのための点火装置において、上記計 算装置は、同時にエンジンの２つのシリンダーをアドレスし、そして前記第１お よび第２信号の、前もつて決められた論理的結合がない時に前記２つのシリンダ ーの各々に所属している１つのコイルまたは複数のコイルに点火信号を印加する ように配置されていることを特徴とする点火装置。
2. ２．エンジンの最初の完全な回転の間に、上記計算装置は前記第１信号のそれぞ れに応答して前記１つのコイルまたは複数のコイルに点火信号を出力するように 配置されているような、請求の範囲第１項に記載の点火装置。
3. ３．低エンジン速度においては、点火信号が複数のパルスで構成されるような、 請求の範囲第１項に記載の点火装置。
4. ４．第２信号を発生するための装置の動作をモニターし、そしてその不正確な動 作を検出するための装置を、上記計算装置はさらに有するような、請求の範囲第 １項、第２項または第３項に記載の点火装置。
5. ５．上記モニター用装置は、複数の異なる不正確動作を指示（表示）するように 配置されているような、請求の範囲第４項に記載の点火装置。
6. ６．第２信号を発生するための装置の不正確動作の表示を蓄積するための蓄積器 を有するような、請求の範囲第５項に記載の点火装置。