JPH0528362Y2

JPH0528362Y2 -

Info

Publication number: JPH0528362Y2
Application number: JP1985083685U
Authority: JP
Priority date: 1985-06-03
Filing date: 1985-06-03
Publication date: 1993-07-21
Anticipated expiration: 2000-06-03
Also published as: JPS61198578U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）この考案は電子式点火時期制御装置、特にグル
ープ気筒毎に同時点火を行う電子配電式点火手段
を備えるものに関する。

（従来の技術）近年排気ガスの低減、燃費向上の要求が高ま
り、点火時期に対しても、これら要求を満足しつ
つ走行性能を維持向上させるため、従来装置では
不可能であつた精密かつ複雑な制御をデジタル的
に行う電子式点火時期制御装置が実用化されてい
る。

点火時期はクランク角に同期させる必要があ
り、このため、このような装置ではクランク角の
基準位置と、単位クランク角とを検出する信号発
生装置が設けられる。

この信号発生装置を第１０図（特公昭59−
49427号参照）に示すと、同図は４気筒４サイク
ル機関の例で、この信号発生装置はリングギヤの
歯１ｂ、磁性体片１ｃと電磁ピツクアツプ１，９
とから構成される。すなわち、フライホイル１ａ
の外周に取り付けられるリングギヤの歯１ｂと、
同じくフライホイル１ａの外周に取り付けた磁性
体片１ｃとにそれぞれ対向して電磁ピツクアツプ
１，９が設けられる。

この電磁ピツクアツプ１，９は磁気を帯びた鉄
心に巻いたコイルであり、フライホイル１ａが回
転すると、歯１ｂ、磁性体片１ｃと電磁ピツクア
ツプ１，９のコイルに形成されるそれぞれの磁束
が急変化するため電磁ピツクアツプ１，９に交流
電流が発生する。この交流電流をON−OFFパル
スに変換した信号がそれぞれ単位クランク角信
号、基準位置信号となる。

なお、２，１０は波形整形回路、１８は計数回
路３、メモリ（ROM）４、負圧センサ５，Ａ／
Ｄ変換器６、メモリ（ROM）７，並列加算器８
から構成される点火角度設定手段、１９は比較器
１１、乗算回路１２、比較器１３、パルス幅付加
回路１４、電力増幅回路１５から構成される点火
時期信号発生手段、１７はクロツク回路である。

（考案が解決しようとする問題点）ところで、機械式配電器ではロータと側方電極
間の空げきに高圧放電が生じることにより摩耗す
るので交換の必要性があること、また高圧放電は
同時に雑音電波の輻射を招き、この雑音電波が微
弱電流にて作動する電子制御に影響を与え、誤動
作を発生させかねないこと等を考慮して機械式配
電器を無くしたデイスビレスタイプの電子配電式
点火手段がある。

たとえばハルテイツヒ方式のものでは、４気筒
機関において、２組のパワトランジスタによつて
点火コイルの１次側に交互に逆方向の電流を流
し、２次側に高耐圧ダイオードを逆並列接続して
圧縮、排気の２行程で２気筒づつ同時に点火エネ
ルギーを放出するように構成されている。

こうした電子配電式点火手段を駆動するには、
同時点火されるグループ気筒を判別するグループ
気筒判別手段を設ける必要があるが、従来装置で
は設けられていないので、そのままでは電子配電
式点火手段を駆動することができない。

このようなグループ気筒の判別にはクランク軸
の基準位置信号が必要であり、このために従来装
置ではフライホイール１ａ上の基準となる位置に
磁性体片１ｃを取り付け、機関運転時に磁性体片
１ｃが移動するときの磁束変化をピツクアツプ９
により取り出すようにしている。

しかしながら、このような基準位置信号検出装
置によると、クランク軸の特定位置を検出するこ
とによつて基準位置を判別するようにしているた
め、始動時において気筒判別をしようとすると最
大限約360度クランク軸が回転するまで待たなけ
ればならず、従つて点火までに無駄なクランキン
グが必要になるという不都合が生じる。

これを解決するためには、例えばデイストリビ
ユータ軸に取り付けた回転円盤上に各気筒位置に
対応してスリツトを設け、そのスリツトの位置を
発光ダイオード及びフオトトランジスタを介して
光学的に検出するようにしたセンサにおいて、各
スリツトを互いの幅が異なるように形成して気筒
毎に異なるパルス幅の信号を出力させることが考
えられるが、このようにするとセンサ自体が高価
であるうえに、スリツト毎に出力される信号の比
較処理等が複雑化し、それだけ演算回路としての
能力も高いものが要求されることになるのでコス
トが上昇してしまうという問題が生じる。

また、特開昭57−133311号公報には、気筒数を
ｎ、磁石のＮ−Ｓ極１対を１相とするとき、ｎ
個、２×ｎ個……2^k×ｎ個の相を有する回転体を
積層し、それぞれの周囲に配置した都合ｋ個の磁
気抵抗素子を介して得られる信号の組み合わせか
らクランク軸の絶対角度位置情報を得るようにし
たクランク角度検出方法が開示されているが、こ
のようなものにあつては多数の相を正確に配列し
た少なくとも２個の磁石を互いに所定の位相差を
有するように積層する必要があるので軸方向の寸
法が大きくなると共に加工コストの高いものとな
つてしまい、また各磁気抵抗素子からの位相差を
有する信号から論理判断に基づいてクランク位置
を割り出す必要があるので回路が複雑化するとい
う欠点がある。

さらに、一般にこのように単に磁石の極性を利
用するだけでは、始動クランキング時のように回
転速度の低い条件下では磁束の時間変化が小さい
ため精度よく気筒判別を行うことはできないとい
う問題も生じる。

この考案はこのような従来の問題点に着目して
なされたもので、グループ気筒毎に同時点火を行
う電子配電式点火手段を駆動することができ、な
おかつ機関始動性の改善と精度の向上及び低コス
トとコンパクト化を図つた電子式点火時期制御装
置を提供することを目的としている。

（問題点を解決するための手段）第１図はこの考案の構成を明示するための全体
構成図である。

２５はグループ気筒毎に同時点火を行う電子配
電式点火手段で、たとえば４気筒機関に対してハ
ルテイツヒ方式、２気筒あたり１コイルを設ける
２コイル方式のものである。

２０は上記グループ気筒毎に異なる極性でクラ
ンク軸の基準位置信号を発生する磁石回転型の基
準位置信号発生装置であり、機関回転に同期して
回転する回転軸に単一の磁石と共に固定され、か
つ当該回転軸の回転に伴い各グループ気筒の点火
時期の到来に同期してグループ気筒毎に異なる極
性を発生するように所定の角度間隔で前記磁石に
固定さた気筒数分のリラクタと、このリラクタと
相対するように配置される気筒数分のステータコ
ア及び磁石の周囲に設けられるコイルを有する基
準位置センサとで構成される。

２２はグループ気筒判別手段で、上記基準位置
信号をその極性に対応して設定した２つの基準値
と比較することにより同時点火を行うグループ気
筒を判別する。

２３は点火信号発生回路で、運転状態検出手段
２１にて検出される運転状態に応じた点火信号を
発生する。

２４はグループ気筒点火回路で、この点火信号
とグループ気筒判別信号に基づいて電子配電式点
火手段２５を駆動する。

（作用）このように構成すると、基準位置信号発生装置
２０を用いて信号処理を行うグループ気筒判別手
段２２によりグループ気筒の判別を行うことがで
き、このグループ気筒判別信号を用いると、電子
配電式点火手段２５を駆動することが可能とな
る。この場合、気筒数分のリラクタによつて付与
される基準位置信号の極性が各グループ気筒に対
応しているため始動時には最初に入力した信号の
立上がりによつてただちにどのグループ気筒から
高精度で判別可能である。このため、クランキン
グ開始後に最初に点火時期が到来した気筒に対し
て確実に点火を行うことができる。

（実施例）第２図はこの考案の一実施例の概略構成図、第
３図はセンサの取り付け状態を示す説明図であ
る。図中３０は単位クランク角信号を発生する公
知のリングギヤセンサで、リングギヤ３２の外周
に対し、所定間隔を隔てて、ハウジング３３に設
けられる。

３５は磁石回転型の基準位置信号発生装置の一
部を構成する基準位置センサで、クランク軸の1/
２回転軸であるカム軸３４に設けられる。

また、この基準位置センサ３５には信号処理回
路３７を内蔵させており、リングギヤセンサ３０
を構成する信号コイル３１からの信号はシールド
線３８を介してこの処理回路３７に移送され、基
準位置センサ３５の信号とともに信号処理され
る。この処理された信号は配線３９にてコントロ
ールユニツト（（Ｃ／Ｕ）４０に移送される。

第４図Ａ、第４図Ｂはそれぞれ基準位置信号発
生装置の平面図、断面図である。

この装置は、カム軸と一体に回転する磁石回転
子３６と、この磁石回転子３６の周囲に設けられ
る基準位置センサ３５とから構成され、磁石回転
子３６は、カム軸の軸端に結合した軸３６Ａと、
この軸３６Ａに挿入固定した円盤状磁石３６Ｂ
と、この磁石３６ＢのＮ極、Ｓ極に接合したリラ
クタ３６Ｃ，３６Ｄとから構成される。

４気筒機関では気筒間の点火時期の相違はクラ
ンク角180°であり、気筒判別のためには同じく
180°毎に得られる信号であればよい。このため、
カム軸は１回転がクランク角720°に相当するの
で、４つのリラクタ３６Ｃ，３６Ｄを等間隔に設
けている。なお、リラクタ３６Ｃ，３６Ｄは信号
発生用の回転体であり、第４図Ｂに示すように、
リラクタ３６ＣはＮ極、リラクタ３６ＤはＳ極で
ある。

基準位置センサ３５は磁石回転子３６の周囲に
設けられる円盤状の信号コイル３５Ａと、リラク
タ３６Ｃ，３６Ｄと同じ数にて設けたステータコ
ア３５Ｂ，３５Ｃとから構成される。

このため、磁石回転子３６が回転すると、磁束
φはステータコア３５Ｂ，３５Ｃ間のギヤツプ３
５Ｄ，３５Ｅにおいて、第４図Ｃの破線に示すよ
うに急変するので、この磁束φの時間変化を微分
したものが出力電圧V_sとして信号コイル３５Ａ
に発生する。

V_sは同図の実線に示すようにプラスパルスと
マイナスパルスとが交互に立ち上がるものとな
り、２つの同じ側のパルス間はクランク角で360°
に相当する。

したがつて、今４気筒機関の点火順序を１−３
−４−２とすると、１，４番気筒、２，３番気筒
が同時点火されるグループ気筒となる。そこで、
１番気筒をプラスパルスに設定すると、プラスパ
ルスは１，４気筒の圧縮行程に立ち上がり、マイ
ナスパルスは２，３気筒の圧縮行程に立ち上がる
こととなるので、このV_sを信号処理することに
よりグループ気筒判別用基準信号が得られる。

第５図Ａはグループ気筒判別用基準信号を得ら
れるための回路構成図で、V_sを第５図Ｂに示す
ようにグランドレベルGNDよりバイアス電圧
Vbiasだけ浮かすバイアス回路４１と、この浮か
されたV_sと基準電圧Vf₁，Vf₂とを比較する比較
器４１，４２とから構成される。

ここに、Vf₁，Vf₂は第５図Ｂに示すようにVf₁
＜Vbias＜Vf₂となる所定値である。このため、
比較器４２，４３からは基準信号Vref₁，Vref₂
が同図に示すように出力される。

第６図はこの実施例の全体の回路構成図、第７
図はこの回路構成図中の各部の信号波形を説明す
る波形図である。５０は２つの基準信号Vref₁，
Vref₂をそれぞれセツト信号、リセツト信号とし
て入力するRSフリツプフロツプで、Vref₁，
Vref₂の立ち上がりによりそれぞれハイレベル、
ローレベルとなる信号ｆが第７図に示すように得
られる。この場合、ハイレベルが１，４番気筒、
にローレベルが２，３番気筒に対応するので、信
号ｆはグループ気筒を判別するグループ気筒判別
信号となる。

なお、この信号処理回路３７を第２図に示すよ
うに回路ユニツトとして外部に設け、この信号を
マイクロコンピユータで構成されるコントロール
ユニツト４０に出力する場合には信号処理回路３
７とコントロールユニツト４０との間にインター
フエースを設ける必要があり、このため、オープ
ンコレクタ４４，４５が、コントロールユニツト
４０が要求する電流、電圧値を作り出すインター
フエースとして機能する。

リングギヤセンサ３０、吸入負圧を検出する負
圧センサ５１は機関運転状態を検出する手段とし
て設けられるもので、機関運転状態に応じた点火
信号を発生する点火信号発生回路５２に出力され
る。なお、リングギヤセンサ３０の信号コイル３
１からの単位クランク角信号（POS信号）はロ
ーバスフイルタ４６、波形整形回路４７、オープ
ンコレクタ４８を介して第７図のようにON−
OFFパルスａに変換されている。

点火信号発生回路５２のOR回路５３はVref₁，
Vref₂からカウンタ回路５４をリセツトする基準
リセツト信号ｂを第７図のように発生する。カウ
ンタ回路５４はこの信号ｂが立ち上がる毎に計数
を開始し、この計数値をカウンタ出力ｄとして第
７図のように出力する。

一方、中央演算ユニツト（CPU）５７では、
回転数算出回路５５、負荷算出回路５６にて算出
された機関回転数と機関負荷とに応じた所定の点
火時期をメモリ５８からテーブルルツクアツプに
より読み出し、この点火時期に相当する出力Vig
を信号発生回路５９に出力する。信号発生回路５
９は、このVigとカウンタ出力ｄとを比較しカウ
ンタ出力ｄがVigに達すると、１次コイルへの通
電開始を行う通電開始信号ｅを第７図のように出
力する。

６１はグループ気筒点火回路で、ADN回路６
２，NAND回路６３、モノマルチバイブレータ
６４、６５から構成される。このため、信号ｆが
ハイレベルにあるときは信号ｅが一方のモノマル
チバイブレータ６４に出力され、信号ｆが逆にロ
ーレベルにあるときは信号ｅが他方のモノマルチ
バイブレータ６５に出力される。

モノマルチバイブレータ６４，６５はそれぞれ
信号ｅの立ち上がりから所定時間だけハイレベル
となる信号ｇ，ｈを第７図に示すように出力する
ものである。このため、信号ｇ，ｈがハイレベル
となる時間が１次コイル７１Ａへの通電時間を与
え、信号ｇ，ｈがハイレベルからローレベルにな
るときが点火時期を与える。

７０は公知の電子配電式点火手段で、ハルテイ
ツヒ方式のものを示している。

すなわち、点火コイル７１の１次コイル７１Ａ
は３端子であり、中央の端子には電源電圧が供給
され、両端はそれぞれパワトランジスタ７２，７
３のコレクタに接続される。一方、２次コイル７
１Ｂの両端には逆並列接続された高耐圧ダイオー
ド７４，７５と７６，７７を接続し、高耐圧ダイ
オード７４〜７７にそれぞれ点火栓７８〜８１を
直列接続する。なお、点火栓７８〜８１は順に１
〜４番気筒に対応する。

たとえば、一方のパワトランジスタ７２の１次
電流の遮断により２次側に発生する高圧の電流は
４番気筒用点火栓８１、ダイオード７７、２次コ
イル７１Ｂ、ダイオード７４、１番気筒用点火栓
７８で構成されるループを流れ、１，４番気筒の
同時点火が行なわれる。

また、他方のパワトランジスタ７３の１次電流
の遮断により２次側に発生する高圧の電流は２番
気筒用点火栓７９、ダイオード７５、２次コイル
７１Ｂ、ダイオード７６、３番気筒用点火栓８０
で構成されるループを流れ、２，３番気筒の同時
点火が行なわれる。

すなわち、信号ｇが１，４番気筒を同時点火す
るグループ気筒点火信号となり、信号ｈが２，３
番気筒を同時点火するグループ気筒点火信号とな
る。

以上のように構成すると、第７図に示すよう
に、基準位置センサ３５の信号コイル３５Ａにて
発生するV_sの信号処理によりグループ気筒判別
信号ｆが得られ、この信号ｆを用いると、グルー
プ気筒を同時点火するグループ気筒点火信号ｇ，
ｈが得られ、信号ｇ，ｈを用いて電子配電式点火
手段７０を駆動することができる。

この場合、４気筒機関の各グループ気筒毎にク
ランク軸角度にして180度間隔で極性の異なる気
筒判別信号を発生するので、始動時にはクランキ
ング開始後に最初に点火時期が到来した気筒に対
して点火信号を発することができ、従つて最小限
のクランキングにて機関を始動することができ
る。

また、機械的配電器が不要となるので、装置の
単純化を図ることができるとともに、放電時の雑
音電波に原因する制御の誤動作を防止することが
できる。

また、基準位置信号発生装置はクランク軸に同
期して回転する回転軸であれば容易に取り付ける
ことができるので、自動変速機付き機関に対して
特に有効である。すなわち、大幅な設計変更をす
ることなくコスト上昇を小さなものに抑えること
できる。また光電式のものよりも大幅なコスト低
減を図ることができる。

なお、電子配電式点火手段には、グループ気筒
毎にパワトランジスタと点火コイルを並列に設け
た、いわゆる２コイル方式のものがあるが、この
２コイル方式のものに対してもこの考案は適用さ
れる。

第８図、第９図はこの考案の第２実施例、第３
実施例の概略構成図である。

第２実施例では基準位置センサ３０に信号処理
回路１３のバイアス回路４１（あるいはバイアス
回路４１、比較器４２，４３）のみを内蔵させ、
第３実施例では基準位置センサ３０には信号処理
回路はなにも内蔵することなく、通常の２本の線
をよじつていわゆるツイストペアにした配線８
０、８２にて信号をコントロールユニツト４０に
移送するものである。同様にリングギヤセンサ３
０の信号もツイストペアにした配線８１，８３に
てコントロールユニツト４０に移送する。

これらの例でも、第１実施例と同様の作用効果
を得ることができるとともに、ツイストペアにし
た配線によれば、シールド線と同じく外部から侵
入する雑音を防止することができるので、高価な
シールド線を廃することによる配線単価のコスト
を低減することができる。

（考案の効果）以上説明したとおりこの考案によれば、基準位
置信号発生装置を各グループ気筒毎に極性の異な
る信号を発して気筒判別を行いうるように構成し
たことから、当該気筒判別信号を用いることによ
り、誤動作の原因となる電波雑音を生じない電子
配電式の点火手段を駆動できるとともに、始動ク
ランキング時に最初に検出した基準位置信号にて
グループ判別を行うことができるので、クランキ
ング後に最初に点火時期が到来した気筒に対して
着火を行うことができ、従つて最小限のクランキ
ングにて機関を始動できるという優れた始動性が
得られる。

また、本願考案では気筒グループ毎に極性（正
負）が反転する信号を取り出すようにしたので、
始動クランキング時のような低速回転時であつて
も精度よくグループ気筒判別を行うことができ
る。

加えて、本願考案によれば基準位置信号発生装
置から出力される極性に対応した正負の信号を２
つの基準値と比較することによりグループ気筒の
判別を行うことができるので、そのための回路構
成を簡潔にでき、一方基準位置信号発生装置自体
も、単一の磁石の１対の磁極をリラクタを介して
グループ気筒毎に分割するものとしたので、安価
かつコンパクトに構成でき、点火配電器も不要と
なるので、全体として大幅な低コスト化が図れ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の構成を明示するための全体
構成図である。第２図はこの考案の一実施例の概
略構成図、第３図はセンサの取り付け状態を示す
説明図である。第４図Ａ、第４図Ｂはそれぞれ基
準位置信号発生装置の平面図、断面図、第４図Ｃ
は基準位置センサに発生する出力電圧を説明する
波形図である。第５図Ａはグループ気筒判別用基
準信号を得るための回路構成図、第５図Ｂは比較
器の出力信号を説明する波形図である。第６図は
この実施例の全体の回路構成図、第７図はこの回
路構成図中の各部の信号波形を説明する波形図で
ある。第８図、第９図はこの考案の第２実施例、
第３実施例の概略構成図である。第１０図は従来
例の回路構成図である。２０……磁石回転型基準位置信号発生装置、２
１……運転状態検出手段、２２……グループ気筒
判別手段、２３……点火信号発生回路、２４……
グループ気筒点火回路、２５……電子配電式点火
手段、３０……リングギヤセンサ、３１……信号
コイル、３２……リングギヤ、３４……カム軸、
３５……基準位置センサ、３６……磁石回転子、
３７……信号処理回路、４０……コントロールユ
ニツト、４１……バイアス回路、４２，４３……
比較器、４４，４５……オープンコレクタ、５０
……RSフリツプフロツプ、５１……負圧センサ、
５２……点火信号発生回路、６１……グループ気
筒点火回路、７０……電子配電式点火手段、８０
〜８３……ツイストペアにした配線。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

グループ気筒毎に同時点火を行う電子配電式点
火手段を備える電子式点火時期制御装置におい
て、前記グループ気筒毎に異なる極性でクランク
軸の基準位置信号を発生する磁石回転型の基準位
置信号発生装置と、この基準位置信号を前記極性
に対応して設定した２つの所定値と比較すること
により同時点火を行うグループ気筒を判別するグ
ループ気筒判別手段と、運転状態に応じた点火信
号を発生する点火信号発生回路と、この点火信号
とグループ気筒判別信号に基づいて前記電子配電
式点火手段を駆動するグループ気筒点火回路とを
備え、前記基準位置信号発生装置は、機関回転に
同期して回転する回転軸に単一の磁石と共に固定
され、かつ当該回転軸の回転に伴い各グループ気
筒の点火時期の到来に同期してグループ気筒毎に
異なる極性を発生するように所定の角度間隔で前
記磁石に固定された気筒数分のリラクタと、この
リラクタと相対するように配置される気筒数分の
ステータコア及び磁石の周囲に設けられるコイル
を有する基準位置センサとで構成したことを特徴
とする電子式点火時期制御装置。