JPH0532588B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 この発明は内燃機関の点火制御装置に関するも
のである。 〔従来の技術〕 内燃機関に用いられる誘導放電式点火装置は、
点火コイルの一次側に電流を通電し、その電流を
遮断することにより点火コイルの二次側に高電圧
のエネルギーを発生させ、点火コイルの二次側に
接続された点火プラグに火花放電を発生させるも
のである。 一般に、上記エネルギーは点火コイルの一次側
の遮断時の電流（以下遮断電流という）と関係が
ある。それ故、内燃機関の点火に必要なエネルギ
ーを得るためには、遮断電流が点火に必要な値に
なるまでの点火コイルの一次側に通電する必要が
ある。遮断電流が所定値になるまでの通電時間は
バツテリ電圧、点火コイルの一次側インダクタン
ス、点火コイルの一次側抵抗分等によつて定まる
所定の時間となる。又、点火周期に対する点火コ
イル通電時間の割合（以下閉路率という）は機関
の回転数によつて変わる。従つて、これらの変動
要因に対して所望の遮断電流が得られるように、
点火コイルの通電時期を制御しなければならな
い。 従来、上記のような点火コイルの通電時期制御
を成し得るものが米国特許第4041912号および特
開昭53−40141号公報に示されている。例えば、
特開昭53−40141号公報では、点火コイルの一次
電流が所定の値に達している期間が機関の点火周
期の一定割合になるように点火コイルの通電時期
を制御するものが示されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記の従来装置においては始動時の通電開始時
期として定閉路率信号を用いている。しかしなが
ら、この定閉路率信号は通電開始時期の演算基準
位置を兼ねているため、機関において必要とされ
る最大閉路率以上の大きな閉路率に設定する必要
があつた。従つて、始動時等の低回転数では点火
コイルの通電時間が必要以上に長くなり、点火コ
イルや点火装置に過度の発熱を招くという問題点
があつた。 この発明は上記のような問題点を解決するため
に成されたものであり、点火コイルや点火装置の
発熱を防止することができる内燃機関の点火制御
装置を得ることを目的とする。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明に係る内燃機関の点火制御装置は、機
関の角度位置に対応した第１、第２の信号を発生
する信号発生手段と、第１の基準位置または第２
の基準位置から所定の割合で減少あるいは増加を
開始する第２の演算手段と、この第２の演算手段
の信号が所定値に達した時点を通電開始時期とし
第２の信号発生時点を点火時期とする通電信号を
発生する手段と、前回の点火周期において通電開
始時期が第２の基準位置以前であつたか、もしく
は、以降であつたかを判別し、今回の点火周期に
おける第２の演算手段の演算基準位置を決定する
判別手段と、機関の回転数が設定置以下の場合に
は信号発生手段の信号を出力し、設定値を超える
場合には通電信号発生手段の信号を出力する選択
手段とを備えたものである。 〔作用〕 この発明においては、機関の始動時等の極低回
転時には閉路率の小さな入力信号を点火コイルの
通電時期として用いることにより、回転変動に対
して安定な通電時間を得るとともに点火コイルや
点火装置の発熱を防止する。 〔実施例〕 以下、この発明の実施例を図面とともに説明す
る。第１図において、１は機関の点火時期に同期
した信号を発生する点火時期信号発生器であり、
例えば図示しないデイストリビユータに内蔵され
た信号発生器を示す。２は点火時期信号発生器１
の出力に接続され、点火時期信号発生器１の出力
信号を矩形波に整形する波形整形回路である。
３，４は夫々入力が波形整形回路２の出力端子に
接続された微分回路であり、微分回路３は波形整
形回路２の出力信号の点火時期に相当する矩形波
端でパルスを出力し、微分回路４は波形整形回路
２の出力信号のもう一方の矩形波端でパルスを出
力する。５は発振器であり、周波数f_CKのクロツ
クパルスを発生する。６〜８は夫々入力が発振器
５に接続された分周器であり、夫々所定の分周率
１／ｐ、1/q、1/rでクロツクパルスを分周する。９
第１のアツプダウンカウンタ（第１カウンタ）で
あり、リセツト端子（Ｒ端子）とクロツク端子
（Ｃ端子）とアツプダウン切換端子（Ｕ／Ｄ端子）
の各入力端子と、計数値を出力する端子（Ｑ端
子）とダウンカウントモード時に計数値が零であ
ることを示すボロー信号を出力する端子（Ｂ端
子）とアツプカウントモード時に最大計数値であ
ることを示すキヤリー信号を出力する端子（CA
端子）の各出力端子を持つ。１０は第２のアツプ
ダウンカウンタ（第２カウンタ）であり、クロツ
ク端子（Ｃ端子）と計数可否を決定するカウント
イネーブル端子（CE端子）とアツプダウン切換
端子（Ｕ／Ｄ端子）とデータ入力端子（Ｄ端子）
とＤ端子に入力された値をセツトするプリセツト
端子（PS端子）とリセツト端子（Ｒ端子）の各
入力端子と、ボロー信号を出力する端子（Ｂ端
子）とを持ち、Ｄ端子は第１カウンタ９のＱ端子
に接続されている。１１，１２はフリツプフロツ
プFFであり、セツト端子（Ｓ端子）とリセツト
端子（Ｒ端子）の各入力端子と、出力端子（Ｑ端
子）とを持つ。FF１１のＳ端子は第１カウンタ
９のＢ端子に接続され、Ｒ端子は微分回路３の出
力に接続される。又、FF１２のＳ端子は第２カ
ウンタ１０のＢ端子に接続され、Ｒ端子は微分回
路３の出力に接続される。１３は第１クロツク切
換回路であり、３つの入力端子を持ち、それらが
夫々分周器６，７の出力とFF１１のＱ端子に接
続され、出力端子は第１カウンタ９のＣ端子に接
続される。そして、分周器６，７が出力するクロ
ツクパルスをFF１１の出力信号により切換え、
第１カウンタ９に入力する。FF１１の出力が
“Ｈ”の場合は分周器６のクロツクパルスf_CK／ｐを 出力し、“Ｌ”の場合は分周器７のクロツクパル
スf_CK／ｑを出力するように設定されている。１４は 第２クロツク切換回路であり、３つの入力端子を
持ち、それらが夫々分周器６，８の出力とFF１
１のＱ端子に接続され、出力端子は第２カウンタ
１０のＣ端子に接続される。そして、分周器６，
８が出力するクロツクパルスをFF１１の出力信
号により切換え、第２カウンタ１０に入力する。
FF１１の出力が“Ｈ”の場合は分周器６のクロ
ツクパルス（f_CK／ｐ）を出力し、“Ｌ”の場合は分 周器８クロツクパルス（f_CK／ｒ）を出力するように 設定されている。１５，１６は２つの入力端子を
持つアンドゲートである。アンドゲート１５の入
力は夫々FF１１のＱ端子と第２カウンタ１０の
Ｂ端子に接続され、出力は第２カウンタ１０の
PS端子に接続される。又、アンドゲート１６の
入力は夫々FF１１のＱ端子とFF１２のＱ端子に
接続される。２０は論理素子群により構成される
論理回路であり、各入力が波形整形回路２の出力
と第１カウンタ９のCA端子とアンドゲート１６
の出力に接続され、出力は点火装置１７と第２カ
ウンタ１０のＲ端子に接続される。点火装置１７
は論理回路２０の出力信号（点火信号）が“Ｈ”
になると点火コイルの一次側に通電し、その後点
火信号が“Ｌ”になると点火コイルの一次電流を
遮断するスイツチング回路を持つ。１８は点火コ
イルの一次側に流れる電流が所定値に達している
間信号を出力する電流検出回路である。１９はカ
ウントイネーブル論理回路（CE論理回路）であ
り、複数の入力端子を持ち、夫々波形整形回路２
の出力と第２カウンタ１０のＢ端子とFF１１の
Ｑ端子とFF１２のＱ端子と電流検出回路１８の
出力端子とに接続され、出力が第２カウンタ１０
のCE端子に接続され、後述する論理動作を行う
論理素子群により構成される。 次に、上記装置の動作を第２図を用いて説明す
る。第２図において、ａは点火時期信号発生器１
の出力信号波形である。ｂは波形ａを波形整形回
路２で整形した矩形波信号であり、矩形波の立ち
上がりが第１の信号、矩形波の立ち下がりが第２
の信号（機関点火時期）となる。ｃとｄは夫々微
分回路３，４の出力パルスであり、ｂの矩形波の
立下り端と立上り端で出力される。ｅは第１カウ
ンタ９と第２カウンタ１０の計数内容を示す波形
であり、実線部イが第１カウンタ９のものであ
り、一点鎖線部ロが第２カウンタ１０のものであ
る。ｆは第１カウンタ９のＢ端子の出力信号（ボ
ロー信号）を示し、ｇはFF１１のＱ端子の出力
波形を示す。ｈは第２カウンタ１０のボロー信号
を示し、ｉはFF１２のＱ端子の出力波形を示す。
ｊはアンドゲート１６の出力信号（点火信号）の
波形、ｋは第１カウンタ９のCA端子の出力信号
（キヤリー信号）、ｌは論理回路２０の出力信号、
ｍは点火コイルの一次電流波形、ｎは電流検出回
路１８の出力信号波形を示す。 いま、点火時期（第２図ｂの矩形波の立下り時
点）において、FF１１は微分回路３の出力パル
ス（第２図ｃ）によつてリセツトされ、FF１１
のＱ端子が第２図ｇに示すように“Ｌ”になる。
それ故、第１カウンタ９はダウンカウントモード
になり、また第１クロツク切換回路１３の出力に
は分周器７のクロツクパルス（f_CK／ｑ）が出力され る。その結果、第１カウンタ９は第２図ｅのよう
に点火時期からクロツクパルスf_CK／ｑでダウンカウ ントされる。第１カウンタ９の計数内容が零にな
るとＢ端子からボロー信号が第２図ｆのように出
力され、FF１１のＱ端子の出力を第２図ｇに示
すように“Ｌ”から“Ｈ”に反転させる。それ
故、第１カウンタ９はアツプカウントモードにな
り、第１クロツク切換回路１３の出力には分周器
６のクロツクパルス（f_CK／ｐ）が出力される。その 結果、第１カウンタ９は第２図ｅに示すようにク
ロツクパルスf_CK／ｐでアツプカウントされる。次 に、矩形波（第２図ｂ）の立上り時点で微分器４
から第２図ｄのパルスが出力されると、第１カウ
ンタ９はそのパルスにより零計数値にリセツトさ
れ、再びクロツクパルスf_CK／ｐで次の点火時期まで アツプカウントされる。従つて、第１カウンタ９
の計数値は第２図ｅの実線部イに示すように矩形
波（第２図ｂ）に同期してアツプダウンを繰り返
す。 次に、第２カウンタ１０の動作を説明する前
に、CE論理回路１９の論理動作を第１表に示す。
第１表はCE論理回路１９に入力する各信号モー
ドに対する出力信号モードを論理表によりＡから
Ｆまでのモードに分けて示している。なお、カウ
ントイネーブル出力モードの“Ｈ”はカウント可
を示し、“Ｌ”はカウント否を示す。いま、点火
時期（第２図ｂの矩形波の立下り時点）におい
て、FF１２は微分回路３の出力パルス（第２図
ｃ）によつてリセツトされ、FF１２のＱ端子が
第２図ｉのように“Ｌ”になる。従つて、第２カ
ウン

【表】 タ１０はダウンカウントモードになる。又、FF
１１の“Ｌ”出力区間（第２図ｇに示す“Ｌ”区
間）では第２クロツク切換回路１４は分周器８の
クロツクパルスf_CK／ｒを出力する。この場合、CE 論理回路１９は入力信号条件が第１表のＡモード
に相当するため、“Ｈ”の信号を出力する。従つ
て、第２図ｇに示す“Ｌ”区間では第２カウンタ
１０はクロツクパルスf_CK／ｒでダウンカウントされ る。次に、FF１１の出力が“Ｌ”から“Ｈ”に
反転すると、第２クロツク切換回路１４の出力は
分周器６が出力するクロツクパルスf_CK／ｐに切換わ る。 ここで、前点火周期における第２カウンタ１０
のボロー信号出力時期が矩形波（第２図ｂ）の
“Ｌ”区間にあつた場合、CE論理回路１９は入力
信号条件が第１表のＥモードに相当するため
“Ｈ”の信号を出力する。従つて、第２カウンタ
１０は第２図部のｅの一点鎖線ロで示すように
クロツクパルスf_CK／ｐでダウンカウントされる。第 ２カウンタ１０が零までダウンカウントすると、
Ｂ端子からボロー信号（第２図ｈ）を出力する。
このボロー信号がアンドゲート１５を経てPS端
子に入力し、第１カウンタ９の計数値を第２カウ
ンタ１０にプリセツトする。また、このボロー信
号によりFF１２の出力が第２図ｉに示すように
“Ｌ”から“Ｈ”に切換えられ、第２カウンタ１
０がアツプカウントモードに切換えられる。この
時点でアンドゲート１６の出力は第２図ｊに示す
ように“Ｌ”から“Ｈ”になり、論理回路２０を
介して点火装置１７が点火コイルを通電する。そ
して、点火時期においてアンドゲート１６の出力
が“Ｌ”に反転し、点火コイルの一次電流を遮断
し、機関の点火を行う。電流検出回路１８はこの
一次電流が所定値に達している間第２図ｎに示す
ように電流検出信号をCE論理回路１９に出力す
る。FF１２の“Ｈ”の出力区間（第２図ｉの
“Ｈ”区間）において、電流検出信号がない区間
ではCE論理回路１９は入力信号条件が第１表の
Ｃモードに相当するため“Ｌ”信号を出力し、電
流検出信号が出力される区間では入力信号条件が
第１表のＢモードに相当するため“Ｈ”信号を出
力する。このため、FF１２の“Ｈ”出力区間
（点火コイル通電区間）において、第２カウンタ
１０は第２図ｅに示すように電流検出信号がない
区間ではカウントせず、前述したプリセツト計数
値をホールドし、電流検出信号のある区間ではク
ロツクパルスf_CK／ｐによりアツプカウントされる。 このように、第２カウンタ１０の計数値は第２図
部のｅに示す一点鎖線ロのようにアツプダウン
を行う。 一方、前点火周期における第２カウンタ１０の
ボロー信号の出力時期が第２図ｂの矩形波の
“Ｈ”区間にあつた場合を第２図部に示す動作
波形図に基づいて説明する。FF１１が“Ｌ”の
区間においては第２カウンタ１０は前述同様にク
ロツクパルスf_CK／ｒでダウンカウントされる。FF １１の出力が“Ｈ”に反転すると、今回の場合に
はCE論理回路１９は入力信号条件が第１表のＤ
モードに相当するため、“Ｌ”の信号を出力する。
従つて、第２カウンタ１０は第２図部のｅの一
点鎖線で示すようにカウント動作を行わず、FF
１１の出力の“Ｌ”から“Ｈ”への切換時点の計
数値をホールドする。そして、波形整形回路２の
出力信号（第２図ｂ）が“Ｈ”になると、CE論
理回路１９は入力信号条件が第１表のＦモードに
相当するため“Ｈ”の信号を出力する。従つて、
第２カウンタ１０はクロツクパルスf_CK／ｐによりダ ウンカウントされる。第２カウント１０の計数内
容が零になる時点以降は前述の動作と同様であ
る。 上記したように、この実施例では通電開始時期
の制御を、閉路率が大きく通電開始時期（第２カ
ウンタ１０のボロー信号出力時点）が波形整形回
路２の出力信号（第２図ｂ）の“Ｌ”区間にある
場合（第２図部）には、通電開始時期の演算基
準位置を第１の基準位置とする。また、閉路率が
小さく通電開始時期が波形整形回路２の出力信号
の“Ｈ”区間にある場合（第２図部）には、通
電開始時期の演算基準位置を第２の基準位置とす
る。 次に、この実施例の点火コイルの通電時間の制
御について説明する。第２図部に示すように、
点火周期Ｔ、バツテリ電圧、点火コイル等が一定
の定常状態においては、点火コイルの一次電流が
所定値に達するまでの時間T₃は一定であり、第
１カウンタ９の計数内容Ｘ、第２カウンタ１０の
計数内容Ｙ、Ｚは一定となる。いま波形整形回路
２が出力する矩形波（第２図ｂ）が“Ｈ”である
割合をα％とすると、FF１１の“Ｌ”区間の点
火周期に対する割合β％は β＝ｑ／ｐα となり、下記３式が成立する。 Ｙ＝Ｚ＋f_CK／ｒ・T₁（T₁：FF１１の“Ｌ”出力時 間） Ｙ＝Ｚ＋f_CK／ｐ・T₄（T₄：電流検出信号出力時間） T₁＝β／100・Ｔ 上記３式からT₄は T₄＝ｑ／ｒ・α／100・Ｔ として求まる。 従つて、電流検出信号が“Ｈ”である時間T₄
の点火周期Ｔに対する割合はq/r・α％の一定値
になることがわかる。これは第２図の部につい
ても同様である。このように一定電流が所定値に
達している期間を点火周期の所定の割合に制御す
ることができる。 ところで、機関の始動時のように点火周期が極
度に長くなつた場合、第１カウンタ９の計数値が
第２図部に示すように上限に達するため、上述
したような通電時期の演算は不可能になる。そこ
で、この実施例では論理回路２０により第１カウ
ンタ９の計数値が上限に達した場合の通電時期を
決定している。論理回路２０の論理動作を第２表
に示す。まず、第１カウンタ９のCA端子の出力
が“Ｌ”である場合（第２図部、部に示すよ
うに第１カウンタ９の計数値が上限に達しない場
合）には、次の点火周期における点火装置１７へ
の出力信号をアンドゲート１６の出力信号（第２
図ｊ）とし、また次の点火周期における第２カウ
ンタ１０のＲ端子への出力信号を“Ｌ”とする。
そして、第１カウンタ９のCA端子の出力が点火
周期内で少くとも１回は“Ｈ”を示した場合（第
１カウンタ９の計数値が上限値に達した場合、第
２図部）には、次の点火周期における点火装置
１７への出力信号を波形整形回路２の出力信号

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、点火コイルの
一次電流が所定値に達している期間を機関の点火
周期の所定割合に制御することができ、さらに機
関の始動時等の極低速回転時には点火コイルの通
電時期として閉路率の小さい入力信号を用いるこ
とにより、回転変動に対し安定な通電時間が得ら
れるとともに点火コイルや点火装置の発熱を防止
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は夫々この発明に係る内燃
機関の点火制御装置の構成図および動作説明図で
ある。 １……点火時期信号発生器、２……波形整形回
路、３，４……微分回路、５……発振器、６〜８
……分周器、９，１０……アツプダウンカウン
タ、１１，１２……フリツプフロツプ、１３，１
４……クロツク切換回路、１５，１６……アンド
ゲート、１７……点火装置、１８……電流検出回
路、１９……カウントイネーブル論理回路、２０
……論理回路。尚、図中同一符号は同一又は相当
部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 機関の第１、第２の角度位置に対応して順次
   交互に第１、第２の信号を発生し、第２の信号が
   機関の点火時期に同期した信号発生手段１，２
   と、 上記第１の信号によつてリセツトされ初期値か
   ら所定の割合で増加あるいは減少し上記第２の信
   号によつて所定の割合で減少あるいは増加して所
   定値に達すると次の第１の信号発生まで所定の割
   合で再び増加あるいは減少する第１の演算手段９
   と、 この第１の演算手段９の信号が上記所定値に達
   した時点である第１の基準位置または上記次の第
   １の信号発生時点である第２の基準位置から所定
   の割合で減少あるいは増加を開始し上記所定値に
   達した時点でその時点における上記第１の演算手
   段９の出力信号の値にセツトされる第２の演算手
   段１０と、 この第２の演算手段１０の信号が上記所定値に
   達した時点を通電開始時期とし上記第２の信号発
   生時点を点火時期とする通電信号を発生する手段
   １６と、 前回の点火周期において通電開始時期が上記第
   ２の基準位置以前であつたか、もしくは、以降で
   あつたかを判別し、上記第２の基準位置以前であ
   つたときには今回の点火周期においては上記第２
   の演算手段１０の信号の減少あるいは増加の開始
   を上記第１の基準位置からとし、上記第２の基準
   位置以降であつたときには今回の点火周期におい
   ては上記第２の演算手段１０の信号の減少あるい
   は増加の開始を上記第２の基準位置からとする判
   別手段１９と、 上記信号発生手段１，２と上記通電信号発生手
   段１６の信号とが入力され、機関の回転数に基づ
   き、いずれか一方の信号を選択して出力する選択
   手段２０とを備え、上記選択手段２０は機関の回
   転数が設定値以下の場合には上記信号発生手段
   １，２の信号を出力し、設定値を超える場合には
   上記通電信号発生手段１６の信号を出力すること
   を特徴とする内燃機関の点火制御装置。