JPH0726602B2 - 内燃機関用点火装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、マイクロコンピュータを用いて点火位置を制
御する内燃機関用点火装置に関するものである。

［従来の技術］ 最近内燃機関の出力の向上や燃費の改善等を図るために
点火位置を正確に制御することが要求されるため、マイ
クロコンピュータを用いて点火位置を制御する点火装置
が多く用いられるようになった。

マイクロコンピュータにより点火位置を演算する従来の
点火装置では、１回転の区間を回転速度検出区間と、点
火位置演算区間と、点火位置計測区間とに分けて、回転
速度検出区間の時間の長さから回転速度を検出し、次い
で点火位置演算区間で各回転速度における点火位置を演
算し、点火位置計測区間では基準位置からクロックパル
スの計数を開始して、点火位置に対応する所定数のパル
スを計数した時に点火位置を定める信号を得るようにし
ていた。

［発明が解決しようとする問題点］ マイクロコンピュータを用いた従来の内燃機関用点火装
置は、マイクロコンピュータを駆動するためにバッテリ
を必要としたため、レース用の２輪車等のようにバッテ
リを搭載できない車両の内燃機関には適用することがで
きなかった。

また従来の点火装置では、１回転の区間を回転速度検出
区間と、点火位置演算区間と、点火位置計測区間とに分
ける必要があるため、各区間の開始位置を示す信号を発
生する複数のパルサコイルを必要とし、信号発電機の構
成が複雑になるという問題があった。

また内燃機関の性能を充分に発揮させるためには、点火
位置を回転速度に対して制御しただけでは充分でなく、
点火位置をスロットルバルブの開度に対しても制御して
バルブ開度が大きい（混合ガスの流量が多い）場合程点
火位置を遅角させ、バルブ開度が小さい（混合ガスの流
量が少ない）場合程点火位置を進ませるようにすること
が望ましい。

本発明の目的は、バッテリを用いないでマイクロコンピ
ュータにより点火位置の制御を行わせることができるよ
うにした内燃機関用点火装置を提供するすることにあ
る。

［問題点を解決するための手段］ 本願第１の発明の構成を第１図を参照して説明する。本
発明は、点火コイル１と、内燃機関により駆動される磁
石発電機内に設けられたエキサイタコイル２と、点火コ
イルの１次側に設けられてエキサイタコイルの正の半サ
イクルの出力電圧でコンデンサ充電回路３を通して充電
される点火エネルギー蓄積用コンデンサ４と、導通した
際に点火エネルギー蓄積用コンデンサの電荷を点火コイ
ルの１次コイルに放電させるように設けられた放電制御
用サイリスタ５と、マイクロコンピュータにより各回転
速度における点火位置を演算して演算された点火位置で
放電制御用サイリスタにトリガ信号を与える点火位置制
御装置６とを備えた内燃機関用点火装置において、バッ
テリを用いないでマイクロコンピュータによる点火位置
の制御を行わせることかできるようにしたものである。

そのために、本発明においては、エキサイタコイル２の
出力により一方の極性に充電される電源コンデンサと該
電源コンデンサの両端の電圧を一定に保つ定電圧手段と
を備えて該電源コンデンサから前記マイクロコンピュー
タを含む点火位置制御装置に駆動電力を供給する電源回
路７と、該電源回路の出力電圧が点火位置制御装置６を
駆動するのに必要な電圧よりも低い時にマイクロコンピ
ュータをリセット状態に保持するマイクロコンピュータ
リセット回路８と、内燃機関の始動回転速度付近の低速
領域での点火位置に相応する位置でスレショールドレベ
ル以上になる低速時点火位置信号Es1と該低速時点火位
置信号がスレショールドレベルになる位置よりも位相が
進んだ位置でスレショールドレベル以上になる外部割込
み信号Es2とをそれぞれ機関の１回転当り１回ずつ発生
するパルサコイル９とを具備している。

点火位置制御装置６は、与えられた回転速度情報に基い
て点火位置を演算する点火位置演算手段6aと、外部割込
み信号Es2が発生する毎に点火位置演算手段6aの動作に
割込みをかけて、クロックパルスを計数しているタイマ
6bの計数値を回転速度情報Neとして取込む動作と該タイ
マ6bをリセットする動作と既に演算されている点火位置
θigの情報をレジスタ6cに蓄積する動作とを行う第１の
割込み処理手段6dと、タイマ6bの計数値と前記レジスタ
6cの内容とを比較して両者が一致した時に内部割込み信
号Eiを発生させる内部割込み信号発生手段6eと、内部割
込み信号が発生した時に点火位置演算手段6aの動作に割
込みをかけて定常運転時点火位置信号Efを発生させる第
２の割込み処理手段6fと、定常運転時点火位置信号Efま
たは低速時点火位置信号Es1のいずれかが発生した時に
サイリスタ５にトリガ信号を与えるトリガ信号出力回路
6gとを備えている。

また本願第２の発明は機関の回転速度とスロットルバル
ブの開度とに応じて点火位置を制御し得るようにしたも
ので、その構成を第２図に示してある。この第２の発明
においては、上記第１の発明の構成に加えて、内燃機関
のスロットルバルブの開度を連続的に検出するスロット
ル開度検出器10が設けられている。また点火位置制御装
置６は、スロットル開度検出器の出力をデジタル信号に
変換してバルブ開度情報を出力するアナログデジタル変
換器6hを備え、点火位置演算手段6aに、与えられた回転
速度情報及びバルブ開度情報の双方に基いて点火位置を
演算する。その他の点は第１の発明と同様である。

［発明の作用］ 上記のように、エキサイタコイルの出力電圧を直流定電
圧に変換する電源回路７を設けて該電源回路を点火位置
制御装置６のマイクロコンピュータの電源とするととも
に、電源回路７の出力電圧がマイクロコンピュータを駆
動するために必要な大きさに達しない機関の低速時にマ
イクロコンピュータをリセット状態に保つリセット回路
８を設け、機関の低速時にはパルサコイルから与えられ
る低速時点火位置信号Es1によりトリガ信号を与えるよ
うにすると、バッテリを用いずにマイクロコンピュータ
を動作させることができる上に、マイクロコンピュータ
を動作させ得る電圧が得られない機関の低速時において
も点火動作を行わせることができる。従ってバッテリを
搭載できない場合でもマイクロコンピュータにより内燃
機関の点火位置を正確に制御することができる。

また本発明の装置では、パルサコイルから外部割込み信
号と低速時点火位置信号とを得て、外部割込み信号が発
生する毎に回転速度情報の取込みを行うと共に、この外
部割込み信号の発生位置を基準にして点火位置の計測を
開始させる。このように構成すると、１回転の区間を点
火位置の演算区間と点火位置の計測区間とに分けている
従来の点火装置のように、複数のパルサコイルを必要と
しないため、信号発電機の構成を簡単にすることができ
る。

更に、本願第２の発明では、スロットルバルブの開度を
連続的に検出するスロットル開度検出器を設けて、該検
出器の出力をアナログデジタル変換器を通してマイクロ
コンピュータにバルブ開度情報として与え、点火位置演
算手段が該バルブ開度情報と回転速度情報とにより点火
位置を演算する。従ってバッテリを搭載できない車両等
において内燃機関の点火位置を回転速度とスロットルバ
ルブの開度との双方に対して制御することができ、機関
の性能の向上を図ることができる。

［実施例］ 以下添附図面を参照して本発明の実施例を説明する。

第３図は第２図の構成を実現した本発明の実施例の全体
的構成を示したもので、同図において１は点火コイル、
２は内燃機関により駆動される磁石発電機内に設けられ
たエキサイタコイル、４は点火コイルの１次側に設けら
れた点火エネルギー蓄積用コンデンサ、５は内燃機関の
点火位置でコンデンサ４の電荷を点火コイルの１次コイ
ルに放電させる放電制御用サイリスタである。この例で
は点火コイルの１次コイル及び２次コイルの一端が接地
され、１次コイルの非接地側端子にコンデンサ４の一端
が接続されている。コンデンサ４の他端はカソードを該
コンデンサ側に向けたダイオードD1を通してエキサイタ
コイル２の一端に接続され、エキサイタコイルの他端は
アノードを接地したダイオードD2のカソードに接続され
ている。点火コイル１の１次コイルの両端にはカソード
を接地側に向けたダイオードD3が接続され、該点火コイ
ルの２次コイルには図示しない機関の気筒に取付けられ
た点火プラグPrが接続されている。以上の各部によりコ
ンデンサ放電式の点火回路が構成されている。

この例では、エキサイタコイル２→ダイオードD1→コン
デンサ４→ダイオードD3及び点火コイルの１次コイル→
ダイオードD2→エキサイタコイルの回路によりコンデン
サ４を充電するコンデンサ充電回路が構成され、エキサ
イタコイル２の正の半サイクルの出力電圧Ve1によりこ
のコンデンサ充電回路を通して点火エネルギー蓄積用コ
ンデンサ４が図示の極性に充電される。内燃機関の点火
位置でサイリスタ５のゲートにトリガ信号が供給される
と該サイリスタ５が導通し、コンデンサ４の電荷がサイ
リスタ５を通して点火コイルの１次コイルに放電する。
これにより点火コイルの２次コイルに高電圧が誘起し、
点火プラグPrに火花が生じて機関が点火される。

６はマイクロコンピュータを用いて上記サイリスタ５に
トリガ信号を与える位置（点火位置）を制御する点火位
置制御装置で、この点火位置制御装置６を駆動するた
め、エキサイタコイル２を電源とする電源回路７が設け
られている。この電源回路は、エキサイタコイル２のダ
イオードD2側の端子にアノードが接続されたダイオード
D4と該ダイオードD4のカソードと接地間に接続された電
源コンデンサC0と、ダイオードD4及びコンデンサC0の直
列回路の両端にカソードを接地側に向けて接続されたサ
イリスタS1と、コンデンサC0の非接地側端子に抵抗R1を
介してカソードが接続されアノードがサイリスタS1のゲ
ートに接続されたツェナーダイオードZ1と、ツェナーダ
イオードZ1のカソードと接地間に接続された抵抗R2と、
エキサイタコイル２のダイオードD1側の端子と接地間に
アノードを接地側に向けた接続されたダイオードD5とか
らなっており、電源コンデンサC0の両端の電圧E0が点火
位置制御装置６の電源端子に印加されている。

上記電源回路７においては、エキサイタコイル２の負の
半サイクルの出力電圧によりダイオードD4及びD5を通し
てコンデンサC0が図示の極性に充電される。コンデンサ
C0の端子電圧が設定値に達するとツェナーダイオードZ1
が導通してサイリスタS1に点孤信号を与えるため該サイ
リスタS1が導通し、コンデンサC0への充電電流を側路す
る。従ってコンデンサC0は常に設定電圧まで充電され、
該コンデンサC0の両端の電圧は一定に保たれる。

点火位置制御装置６は内燃機関に取付けられた信号発電
機内に設けられたパルサコイル９の出力と内燃機関のス
ロットルバルブの開度を連続的に検出するスロットル開
度検出器10の出力信号Evとを入力としてマイクロコンピ
ュータにより内燃機関の点火位置を演算し、演算した点
火位置でサイリスタ５にトリガ信号を与える。

電源回路７の出力はリセット回路12に入力され、電源回
路７の出力電圧が点火位置制御装置６を駆動するために
必要な電圧よりも低い時にリセット回路12からマイクロ
コンピュータにリセット信号を与えて該マイクロコンピ
ュータをリセット状態に保持するようになっている。

パルサコイル９は、内燃機関に取付けられた信号発電機
内に設けられる。この信号発電機は例えば機関の出力軸
と同期して回転するリラクタ（誘導子）とパルサコイル
及び該パルサコイルに磁束を流す磁石を有する信号発電
子とからなり、信号発電子がリラクタに対向する毎に第
６図（Ａ）に示すような信号Es1及びEs2を誘起する。こ
れらの信号の内、Es1は内燃機関の始動回転領域付近の
低速領域の点火位置（通常は最小進角位置）でスレショ
ールドレベル以上になる低速時点火位置信号であり、Es
2は該点火位置信号Es1がスレショールドレベル以上にな
る位置よりも所定の角度だけ位相が進んだ位置でスレシ
ョールドレベル以上になる外部割込み信号である。本実
施例において外部割込み信号Es1がスレショールドレベ
ル以上になる位置は内燃機関の最大進角位置よりも僅か
に位相が進んだ位置に設定される。

内燃機関が単気筒で、１回転当り１回だけ点火動作を行
わせる場合にはリラクタを１個としてパルサコイルに信
号Es1及びEs2を１回だけ発生させる。また２気筒内燃機
関のように180度間隔で１回転当り２回点火動作を行わ
せる場合には、２個のリラクタを180度離れた対称位置
に配置し、１個のパルサコイルに信号Es1及びEs2を１回
転当り２回ずつ発生させる。

図示のスロットル開度検出器10は固定端子10a,10b間に
電源回路７から直流定電圧E0が印加され、可動接触子10
Cがスロットルバルブに連動するように設けられたポテ
ンショメータからなり、可動接触子10Cと固定端子10bと
の間にスロットルバルブの開度に比例した開度検出信号
Evが得られるようになっている。

次に第４図を参照すると、点火位置制御装置６の構成が
示されている。同図において61は割込み制御回路61a、
随時与えられる各種のデータを記憶するランダムアクセ
スメモリ（RAM）61b、所定のプログラムを記憶したリー
ドオンリメモリ（ROM）61c、アナログデジタル変換器
（A/Dコンバータ）61d、タイマ6b、レジスタ6c及びコン
パレータ6eを備えたマイクロコンピュータである。

マイクロコンピュータ61のリセット端子にリセット回路
８の出力が入力され、電源回路７の出力電圧が制御装置
６を正常に動作させるために必要な電圧に達していない
時にマイクロコンピュータにリセット信号が与えられ
て、該マイクロコンピュータがリセット状態に保持され
る。

62及び63はそれぞれパルサコイル９が発生する低速時点
火位置信号Es1及び外部割込み信号Es2をパルス状に波形
整形する低速時点火位置信号波形整形回路及び外部割込
み信号波形整形回路で、低速時点火位置信号Es1及び外
部割込み信号Es2はこれらの波形整形回路により、それ
ぞれ低速時の点火位置及び該点火位置よりも位相が進ん
だ位置で立上るパルス信号Ep1及びEp2に変換される。

外部割込み信号波形整形回路63の出力パルスEp2はフリ
ップフロップ回路64のリセット端子ｒに入力され、低速
時点火位置信号波形整形回路62の出力パルスEp1はフリ
ップフロップ回路64のセット端子ｓに入力されている。
フリップフロップ回路64の正論理出力端子Ｑに得られる
信号Eqが割込み制御回路61aに入力され、フリップフロ
ップ回路の出力端子Ｑに得られる信号の立下りで割込み
制御回路61aに割込み信号IN1が与えられるようになって
いる。フリップフロップ回路64の正論理出力端子Ｑの出
力EqはまたNOT回路65に入力され、該NOT回路の出力ｑ
がアンド回路66に入力されている。

マイクロコンピュータ61は、入力ポートと出力ポートと
に切替え可能なポートＡを備えている。このポートＡは
マイクロコンピュータがリセット状態にある時に入力ポ
ートに切替えられ、マイクロコンピュータが動作可能な
状態になった時に出力ポートに切替えられる。ポートＡ
はプルアップ抵抗67を通して電源回路７の出力端子に接
続されるとともにNOT回路68の入力端子に接続され、該N
OT回路68の出力ａがアンド回路66に入力されている。

後述するように、マイクロコンピュータが動作している
時には、定常運転時の点火位置でアンド回路66の出力側
に論理状態が「１」の定常運転時点火位置信号Efが出力
される。このアンド回路66の出力は低速時点火位置信号
波形整形回路62の出力信号とともにオア回路69に入力さ
れ、アンド回路66の出力側に定常運転時点火位置信号Ef
が得られた時またはパルサコイル９が低速時点火位置信
号Es1を出力した時にオア回路69から第３図の放電制御
用サイリスタ５にトリガ信号Etが得られるようになって
いる。この例ではオア回路69によりトリガ信号出力回路
6gが構成されている。

スロットル開度検出器10の出力はA/Dコンバータ61dに入
力されてデジタル信号に変換され、マイクロコンピュー
タ内のRAMに取込まれる。

内燃機関の回転速度が低く、電源回路７の出力がマイク
ロコンピュータを正常に動作させ得る値に達しない間
（通常は800rpm未満）は、リセット回路８がマイクロコ
ンピュータ61をリセット状態に保持しているため、マイ
クロコンピュータは演算を停止している。この状態では
マイクロコンピュータ61のポートＡが入力ポートに設定
されているため、該ポートＡには信号が出力されず、ポ
ートＡはプルアップ抵抗67により論理状態が「１」に保
持されている。この時NOT回路68の出力は「０」である
ため、アンド回路66の出力も「０」であり、アンド回路
66は定常運転時点火位置信号を出力しない。この時サイ
リスタ５へのトリガ信号Etは、パルサコイル９から得ら
れる低速時点火位置信号Es1により与えられる。このよ
うに、本発明においては、マイクロコンピュータを駆動
できない機関の低速時においても、パルサコイルからト
リガ信号を与えることができるため、機関の始動を確実
に行わせることができる。

機関の回転速度がある程度上昇して電源回路７の出力電
圧が規定値以上になると、リセット回路８によるリセッ
トが解除されるため、マイクロコンピュータ61が動作を
開始し、ROMの０番地からプログラムの実行を開始す
る。

マイクロコンピュータ61内には、ROMに記憶された所定
のプログラムにより点火位置演算手段、第１の割込み処
理手段及び第２の割込み処理手段（第２図参照）実現さ
れ、これらにより点火位置が演算されるとともに、外部
割込み信号Es2の発生位置を基準にして演算した点火位
置に相応する数のクロックパルスを計数することにより
点火位置を計測して、該点火位置で定常運転時点火位置
信号Efを出力する。

点火位置演算手段6aはROMに記憶されたプログラムのメ
インルーチンMAINで実現される。この点火位置演算手段
のアルゴリズムを示すフローチャートを第7A図に示す。

尚本実施例では、スロットルバルブの開度が０〜25％,2
5〜50％,50〜75％及び75〜100％の範囲にある時にそれ
ぞれ回転速度Ｎに対する点火位置βの特性が第11図の折
線a,b,c及びｄに示すようになるように点火位置を回転
速度とスロットルバルブの開度との双方に対して制御す
るものとする。

メインルーチンMAINが開始されると、先ずRAMに記憶さ
れる各データの初期化（イニシャライズ）を行い、次い
でA/Dコンバータの出力をバルブ開度の現在値データＶ
としてRAMに記憶する。ROM内にはバルブ開度の設定値V1
1,V10,V21,V20,V31及びV30（V11＜V10＜V21＜V20＜V31
＜V30）が記憶されている。これらの設定値の大小関係
を第7B図に示してある。初期状態では、設定値V10,V20
及びV30がそれぞれRAM内にバルブ開度領域の境界値デー
タV1,V2及びV3として記憶されており、これらの設定値V
10,V20及びV30はそれぞれ25％,50％及び75％のバルブ開
度に相応している。

RAM内にバルブ開度の現在値データＶを読込んだ後、こ
のデータＶを先ず設定値V3と比較する。その結果Ｖ≧V3
の時には設定値V11,V21及びV31をそれぞれ境界値データ
V1,V2及びV3とし、Ｖ＜V3の時には現在値データＶを境
界値データV2と比較する。この比較の結果Ｖ≧V2の時に
は設定値V11,V21及びV30を境界値データV1,V2及びV3と
し、Ｖ＜V2の時には現在値データＶを境界値データV1と
比較する。ここでＶ≧V1の時には設定値V11,V20及びV30
をそれぞれ境界値データV1,V2及びV3とし、Ｖ＜V1の時
には設定値V10,V20及びV30をそれぞれ境界値データV1,V
2及びV3とする。

マイクロコンピュータのROM内には、バルブ開度Ｖが、
Ｖ＜V1、V1≦Ｖ＜V2、V2≦Ｖ＜V3及びV3≦Ｖの範囲にあ
る時の点火位置θigをそれぞれ回転速度データNeの関数
として演算する演算式f0（Ne）、f1（Ne）、f2（Ne）及
びf3（Ne）が記憶されており、与えられた回転速度デー
タNeとこれら演算式とにより、点火位置θigを演算す
る。この点火位置のデータはRAM内の所定のアドレスに
記憶させておく。点火位置が演算された後再びA/Dコン
バータの出力値を取込み、以後同じ動作を繰返す。

第7A図のアルゴリズムに従って点火位置を演算する場合
には、バルブ開度が低開度の設定領域から高開度の設定
領域に変化した際に両設定領域間の境界値データを小さ
い方の設定値に書換える。例えばバルブ開度Ｖが０〜V1
0の領域からV10〜V20の領域に入った時には境界値デー
タV1を設定値V10からV11（＜V10）に書換え、バルブ開
度がV10〜V20の領域からV20〜V30の領域に入った場合に
は境界値データV2を設定値V20からV21（＜V20）に書換
える。またバルブ開度が高開度の設定領域から低開度の
設定領域に変化した時には、両設定領域の境界値データ
を小さな方の設定値から大きな方の設定値に書換える。
例えばバルブ開度がV31以上の領域からV21〜V31の領域
に入った場合には、境界値データV3をV31からV30に書換
え、バルブ開度がV21〜V31の領域からV11〜V21の領域に
入った場合には境界値データV2をV21からV20に書換え
る。

バルブ開度の設定範囲を複数個設定して、各設定範囲毎
に異なる計算式で点火位置を演算する場合に設定範囲の
境界値を固定した場合には、バルブ開度が設定範囲の境
界付近に調整された場合にスロットルを操作する運転者
の手の振れ等によりバルブ開度が僅かでも変動すると、
点火位置が進角したり遅角したりして機関の動作が不安
定になる。

これに対し、第7A図に示したようにバルブ開度の設定範
囲の境界値データを大小２つずつ用意しておき、バルブ
開度が低開度の設定範囲から高開度の設定範囲に変化し
た時には両設定範囲間の境界値を小さい方の設定値に置
換え、高開度の設定範囲から低開度の設定範囲に変化し
た時には両設定範囲の境界値を大きい方の境界値に置換
えるようにすると、バルブ開度変化に対する点火特性の
変化にヒステリシスを持たせることができるため、スロ
ットルバルブの開度が設定範囲の境界付近に調整された
時に、点火位置が変動するのを防いで機関の動作を安定
にすることができる。

上記点火位置制御装置において回転速度データNeの取込
みは次のように行われる。パルサコイル９が外部割込み
信号Es2を出力すると、フリップフロップ回路64がリセ
ットされるため、第６（Ｂ）図に示したようにフリップ
フロップ回路の正論理出力Eqが零に立下り、この立下り
で割込み制御回路61aに割り込み信号IN1が与えられる。
これにより第7A図のメインルーチンが実行中のステップ
を終了した所で中断され、第８図の割込みルーチンINT1
が実行されて第１の割込み処理手段が実現される。この
割込みルーチンにおいては先ずポートＡの論理状態が
「１」にされ（第6D図参照）、次いでタイマ6bの計数値
がRAM内に回転速度データNeとして記憶される。この回
転速度データは前回の外部割込み信号Es2が発生してか
ら今回の外部割込み信号Es2が発生するまでにタイマ6b
が計数したクロックパルスの計数値であり、機関の回転
速度が高くなれば小さくなり、回転速度が低くなれば大
きくなる。従ってこの回転速度データNeは機関の回転速
度に１対１で対応しており、このデータに基いて各回転
速度における点火位置を演算できる。タイマの計数値を
RAMにデータNeとして記憶させた後、タイマ6bをリセッ
トし、該タイマに新たな計数を開始させる。次いで既に
第7A図のメインルーチン（点火位置演算手段）で演算さ
れている点火位置データθigの内容をレジスタ6cに転送
した後割込みルーチンを終了する。レジスタ6cに与えら
れる点火位置データは、クランク軸が外部割込み信号Es
2の発生位置から点火位置まで回転する間にタイマ6bに
より計数されるクロックパルスの計数値に等しくなって
いる。

第８図の割込みルーチンが終了すると第7A図のメインル
ーチンの実行が再開され、点火位置の演算が開始され
る。第８図においてRETIは割込み開始時のメインルーチ
ンの最後のステップの次のステップに戻ることを意味し
ている。

第８図の割込みルーチンによりレジスタに点火位置デー
タθigが転送されると、コンパレータ6eが該レジスタの
内容とタイマ6bの計数値とを比較し、タイマの計数値が
レジスタの内容に一致した時にコンパレータ6eが割込み
制御回路61aに内部割込み信号IN2を与える。これにより
第９図に示す第２の割込みルーチンINT2が実行され、第
２の割込み処理手段が実現される。この割込みルーチン
においては、ポートＡの論理状態が「０」にされ、その
後第7A図のメインルーチンに戻る。

第４図に示した点火位置制御装置においては、外部割込
み信号Es2が発生して（外部割込み信号Es2の発生位置は
最大進角位置よりも僅かに位相が進んだ位置に設定され
ている。）フリップフロップ回路64がリセットされてか
ら低速時点火位置信号Es1が発生してフリップフロップ
回路64がセットされるまでの間NOT回路65の出力ｑの
論理状態が「１」になっている。ポートＡの出力Eaの論
理状態が「１」の時には、NOT回路68の出力の論理状態
が「０」であるため、アンド回路66の出力は「０」であ
る。マイクロコンピュータが演算した点火位置でポート
Ａの出力Ea（第６図Ｄ参照）の論理状態が「０」になる
と、NOT回路68の出力ａ（第６図Ｅ参照）の論理状態
が「１」になり、アンド回路66の出力側に定常運転時点
火位置信号Ef（第６図Ｆ参照）が得られる。低速時点火
位置信号Es1が発生してフリップフロップ回路64の出力E
qが「１」になると、アンド回路66の出力が「０」にな
る。オア回路69の出力はアンド回路66の出力が「１」に
なっている時及び低速時点火位置信号Es1がスレショー
ルドレベル以上になっていて波形整形回路62からパルス
信号Ep1（第６図Ｇ参照）が発生している時に「１」に
なる。従って定常運転時にサイリスタ５のゲートに与え
られるトリガ信号Etの波形は第６図（Ｈ）に示すように
なる。

機関の回転速度が低く、電源回路７の出力がマイクロコ
ンピュータを駆動し得る大きさに達していない時には、
マイクロコンピュータがリセット状態に保持され、ポー
トＡが入力ポートに設定されてその出力Eaの論理状態が
「１」に保持されているため、アンド回路66の出力は
「０」に保たれている。この時波形整形回路62の出力パ
ルスEp1によりオア回路69を通してサイリスタ５にトリ
ガ信号が与えられる。

上記の実施例では、スロットルバルブ開度の設定範囲を
４個設定して、バルブ開度がいずれの範囲にあるかによ
って、点火特性を４段階に（例えば第11図の曲線ａない
しｄに示すように）切替えるようにしているが、バルブ
開度の設定範囲の数は任意である。

また本発明においては、スロットルバルブの開度を連続
的に検出するため、点火位置を回転速度とスロットルバ
ルブとの双方の関数として演算することにより、バルブ
開度に応じて点火位置を連続的に制御することもでき
る。この場合のメインルーチン（点火位置演算手段）の
アルゴリズムを第10図に示してある。第10図のアルゴリ
ズムによる場合には、イニシャライズを行った後A/Dコ
ンバータの出力をバルブ開度データＶとしてRAMに記憶
させ、次いで回転速度データNe（回転速度に反比例して
いる）とバルブ開度データＶとの関数として点火位置を
演算し、演算した点火位置を点火位置データθigとして
RAMに記憶する。

上記の実施例では、電源回路７の電源コンデンサC0をエ
キサイタコイルの負の半サイクル（点火エネルギー蓄積
用コンデンサ４の充電を行わない半サイクル）の出力で
充電するようにしているが、第５図に示すようにエキサ
イタコイルの正の半サイクルの出力で電源コンデンサC0
を充電するように構成してもよい。第５図の例では、エ
キサイタコイル２のダイオードD1と反対側の端子が接地
され、点火エネルギー蓄積用コンデンサ４と点火コイル
１の１次コイルとの間にアノードを点火コイル側に向け
たダイオードD6が挿入されている。そしてコンデンサ４
とダイオードD6のカソードとの接続点にダイオードD7の
アノードが接続され、該ダイオードD7のカソードと接地
間にダイオードD4を通して電源コンデンサC0が接続され
ている。電源回路７のその他の構成は第３図に示した例
と同様である。

第５図に示した実施例では、エキサイタコイル２の正の
半サイクルの出力により、エキサイタコイル２→ダイオ
ードD1→コンデンサ４→ダイオードD7→ダイオードD4→
コンデンサC0→エキサイタコイル２の経路でコンデンサ
４及びコンデンサC0が充電される。ここでコンデンサC0
の静電容量はコンデンサ４の静電容量よりも充分大きく
設定され、コンデンサ４に蓄積される点火エネルギーが
不足しないように配慮されている。

電源回路７の構成は第３図及び第５図に示した例に限ら
れるものではなく、エキサイタコイル２の出力により一
方の極性に充電される電源コンデンサC0と該電源コンデ
ンサの両端の電圧を一定に保つ定電圧手段とを備えた回
路であればいかなるものでもよい。例えば上記実施例に
示したものと同様の構成の電源回路をエキサイタコイル
２に対して並列に接続して、エキサイタコイルの正の半
サイクルの出力で点火エネルギー蓄積用コンデンサ４を
介さずに電源コンデンサC0を充電するようにしてもよ
い。定電圧手段としては電源コンデンサC0に並列接続し
たツェナーダイオードを用いてもよい。

第３図ないし第10図に示した実施例は、第２図の構成を
実現したものであるが、スロットル開度検出器10及びA/
Dコンバータを省略して回転速度のみに対して点火位置
を制御することもできる。また回転速度情報と共にスロ
ットルバルブの開度以外の情報を取込んで点火位置を制
御することもできる。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、エキサイタコイルの出
力電圧を直流定電圧に変換する電源回路を設けて該電源
回路を点火位置制御装置のマイクロコンピュータの電源
とするとともに、電源回路の出力電圧がマイクロコンピ
ュータを駆動するために必要な大きさに達しない機関の
低速時にマイクロコンピュータをリセット状態に保つリ
セット回路を設け、機関の低速時にパルサコイルから与
えられる低速時点火位置信号によりトリガ信号を与える
ように構成したので、バッテリを用いずにマイクロコン
ピュータを動作させることができる上に、マイクロコン
ピュータを動作させ得る電圧が得られない機関の低速時
においても点火動作を行わせることができる。従ってバ
ッテリを搭載できない場合でもマイクロコンピュータに
より内燃機関の点火位置を正確に制御することができる
利点がある。また本発明の装置によれば、パルサコイル
から外部割込み信号と低速時点火位置信号とを得て、外
部割込み信号が発生する毎に回転速度情報の取込みを行
うと共に、この外部割込み信号の発生位置を基準にして
点火位置の計測を開始させるので、１個のパルサコイル
を設けるだけでマイクロコンピュータによる点火位置制
御を行わせることができ、信号発電機の構成を簡単にす
ることができる。

更に本願第２の発明によれば、スロットルバルブの開度
を連続的に検出するスロットル開度検出器を設けて、該
検出器の出力をアナログデジタル変換器を通してマイク
ロコンピュータにバルブ開度情報として与え、点火位置
演算手段がバルブ開度情報と回転速度情報とにより点火
位置を演算するようにしたので、バッテリを搭載できな
い車両等において内燃機関の点火位置を回転速度とスロ
ットルバルブ開度との双方に対して制御することがで
き、機関の性能の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はそれぞれ本願第１及び第２の発明の
構成を示す構成図、第３図は第２図の構成を具体的にし
た実施例を示す回路図、第４図は第３図の実施例の点火
位置制御装置の構成を示すブロック図、第５図は本発明
で用いる電源回路の変形例を示す回路図、第６図は第４
図の各部の信号波形を示す波形図、第7A図は第３図及び
第４図に示した実施例における点火位置演算手段のアル
ゴリズムを示すフローチャート、第7B図は第7A図のアル
ゴリズムによる場合に用いるバルブ開度範囲の境界設定
値の大小関係を示す説明図、第８図及び第９図はそれぞ
れ同実施例で用いる第１及び第２の割込み処理手段のア
ルゴリズムを示すフローチャート、第10図は点火位置演
算手段のアルゴリズムの他の例を示すフローチャート、
第11図はスロットルバルブの開度に応じて点火位置を４
段階に切替える場合の点火特性の一例を示す線図であ
る。 １……点火コイル、２……エキサイタコイル、４……点
火エネルギー蓄積用コンデンサ、５……放電制御用サイ
リスタ、６……点火位置制御装置、6a……点火位置演算
手段、6b……タイマ、6c……レジスタ、6d……第１の割
込み処理手段、6e……コンパレータ、6f……第２の割込
み処理手段、6g……トリガ信号出力回路、７……電源回
路、８……リセット回路、９……パルサコイル。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】点火コイルと、内燃機関により駆動される
   磁石発電機内に設けられたエキサイタコイルと、前記点
   火コイルの一次側に設けられて前記エキサイタコイルの
   正の半サイクルの出力電圧で充電される点火エネルギー
   蓄積用コンデンサと、導通した際に前記点火エネルギー
   蓄積用コンデンサの電荷を点火コイルの１次コイルに放
   電させるように設けられた放電制御用サイリスタと、マ
   イクロコンピュータにより各回転速度における点火位置
   を演算して演算された点火位置で前記放電制御用サイリ
   スタにトリガ信号を与える点火位置制御装置とを備えた
   内燃機関用点火装置において、 前記エキサイタコイルの出力により一方の極性に充電さ
   れる電源コンデンサと該電源コンデンサの両端の電圧を
   一定に保つ定電圧手段とを備えて該電源コンデンサから
   前記マイクロコンピュータを含む点火位置制御装置に駆
   動電力を供給する電源回路と、 前記電源回路の出力電圧が前記点火位置制御装置を駆動
   するのに必要な電圧よりも低い時に前記マイクロコンピ
   ュータをリセット状態に保持するマイクロコンピュータ
   リセット回路と、 内燃機関の始動回転速度付近の低速領域での点火位置に
   相応する位置でスレショールドレベル以上になる低速時
   点火位置信号と該低速時点火位置信号がスレショールド
   レベル以上になる位置よりも位相が進んだ位置でスレシ
   ョールドレベル以上になる外部割込み信号とをそれぞれ
   機関の１回転当り１回ずつ発生するパルサコイルとを具
   備し、 前記点火位置制御装置は、 与えられた回転速度情報に基いて各回転速度における点
   火位置を演算する点火位置演算手段と、 前記外部割込み信号が発生する毎に前記点火位置演算手
   段の動作に割込みをかけて、クロックパルスを計数して
   いるタイマの計数値を前記回転速度情報として取込む動
   作と該タイマをリセットする動作と既に演算されている
   点火位置の情報をレジスタに蓄積する動作とを行う第１
   の割込み処理手段と、 前記タイマの計数値と前記レジスタの内容とを比較して
   両者が一致した時に内部割込み信号を発生させるコンパ
   レータと、 前記内部割込み信号が発生した時に前記点火位置演算手
   段の動作に割込みをかけて定常運転時点火位置信号を発
   生させる第２の割込み処理手段と、 前記定常運転時点火位置信号または前記低速時点火位置
   信号のいずれかが発生した時に前記サイリスタにトリガ
   信号を与えるトリガ信号出力回路とを備えていることを
   特徴とする内燃機関用点火装置。
2. 【請求項２】点火コイルと、内燃機関により駆動される
   磁石発電機内に設けられたエキサイタコイルと、前記点
   火コイルの一次側に設けられて前記エキサイタコイルの
   正の半サイクルの出力電圧で充電される点火エネルギー
   蓄積用コンデンサと、導通した際に前記点火エネルギー
   蓄積用コンデンサの電荷を点火コイルの１次コイルに放
   電させるように設けられた放電制御用サイリスタと、マ
   イクロコンピュータにより各回転速度における点火位置
   を演算して演算された点火位置で前記放電制御用サイリ
   スタにトリガ信号を与える点火位置制御装置とを備えた
   内燃機関用点火装置において、 前記エキサイタコイルの出力により一方の極性に充電さ
   れる電源コンデンサと該電源コンデンサの両端の電圧を
   一定に保つ定電圧手段とを備えて該電源コンデンサから
   前記マイクロコンピュータを含む点火位置制御装置に駆
   動電力を供給する電源回路と、 前記電源回路の出力電圧が前記点火位置制御装置を駆動
   するのに必要な電圧よりも低い時に前記マイクロコンピ
   ュータをリセット状態に保持するマイクロコンピュータ
   リセット回路と、 内燃機関の始動回転速度付近の低速領域での点火位置に
   相応する位置でスレショールドレベル以上になる低速時
   点火位置信号と該低速時点火位置信号がスレショールド
   レベル以上になる位置よりも位相が進んだ位置でスレシ
   ョールドレベル以上になる外部割込み信号とをそれぞれ
   機関の１回転当り１回ずつ発生するパルサコイルと、 前記内燃機関のスロットルバルブの開度を連続的に検出
   するスロットル開度検出器とを具備し、 前記点火位置制御装置は、 前記スロットル開度検出器の出力をデジタル信号に変換
   してバルブ開度情報を出力するアナログデジタル変換器
   と、 与えられた回転速度情報及びバルブ開度情報に基いて点
   火位置を演算する点火位置演算手段と、 前記外部割込み信号が発生する毎に前記点火位置演算手
   段の動作に割込みをかけて、クロックパルスを計数して
   いるタイマの計数値を前記回転速度情報として取込む動
   作と該タイマをリセットする動作と既に演算されている
   点火位置の情報をレジスタに蓄積する動作とを行う第１
   の割込み処理手段と、 前記タイマの計数値と前記レジスタの内容とを比較して
   両者が一致した時に内部割込み信号を発生させるコンパ
   レータと、 前記内部割込み信号が発生した時に前記点火位置演算手
   段の動作に割込みをかけて定常運転時点火位置信号を発
   生する第２の割込み処理手段と、 前記定常運転時点火位置信号または前記低速時点火位置
   信号のいずれかが発生した時に前記サイリスタにトリガ
   信号を与えるトリガ信号出力回路とを備えていることを
   特徴とする内燃機関用点火装置。