JPS5847162A - 電子式点火時期制御装置 - 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】 この発明は、マイクロコンピュータなどのディジタル計
算機を用いた電子式点火時期制御装置に関する。

従来、この種の装置として４１　ｒＩＡＫ示すようなも
のが知られている。この第１１１において、１社機関の
回転に同期して回転する円板、２．３−は円板１の外周
に近接し、互いに７％定の角度を隔てて　　　　　□配
設された位置セン＝であル、第１図の例では、　　　　
　□９゛０°の角度を隔てて配設されて、いる。

４．５′は上記円板の外周上に取シ付けられ、機関の回
転角度鷺上瞥位置センサ２，３を通して検知するよう１
に設け、られた位置センサ２，３の被検出体であシ、位
置センサ２，３とし、て発振器蓋の近接スイッチを用い
る場合には、鉄片などの傘属の央起物を設ければよい。

ｔた、−６はある一定周波数のクロック・臂ルスを発生
するクロック発生器、７は前記位置センサ２゜３の出力
信号Ｐ１．Ｐ−のＯＲ論理信号を発生する論理ダートで
弗る。クロック発生器６の出力信号によってカウンタ８
はトリガされて、入力のクロック数を計算する。ように
なっておシ、またラッチ回路９は、上記論理ゲート７、
出力信号によってトリガされ、このときのカウンタ８の
カウント値をラッチするようになっている。

ラッチ回路９でラッチしたカウント値線、デージタル計
算機１ｏによって任意の時刻に読み出すことができるよ
うに、その出力鉱ディジタル計算機に接続されてｂる。

ディジタル計算機ｉｏは、マイクロノロセッーサ、半導
体記憶素子、論理ダート素子などから構成され本マイク
ロコンピュータである。

ディジタル計算機１０は前記位置センナ２．３の出力信
号Ｐｓ　ｅ　Ｐ＊および前記ラッチ回・路９からのデー
タを入力として、クロック発生器６のクロック出力に同
期して、演算処理、記憶、データの出力などを行うもの
である。

レジスタ１１．１２は、ディジタル計算機１゜Ｏ出カー
ｒ−タパスに接続され、ディジタル計３１ＥＩ１１０の
出力データパスに送出°されたカウント値鷺保持し、そ
の出力は一致回路１３．１４に接続されている。−数回
路１３および１４はそれぞれ前記レジスタ１１　、１’
　２に接続されると同時忙、他方は前記カウンタ８に接
続され、レジスタ１１および１２の内容とカウンタ８の
内容全比較し、一致すれは信号を出力する回路である。

フリップフロップ回路（以下ＦＦと云う）１５は一致回
路１３の出力信号によってセットされ、−数回路１４の
出力信号たよってリセットされるようになっておシ、そ
の反転出力Ｑは電流増幅用のトランジスタ１６のベース
に供給されるようになっておシ、トランジスタ１６のコ
レクタは２次段のトランジスタ１８のベースに接続され
ている。

トランジスタ１６．１８の画工きツタはアースされ、ト
ランジスタ１６のコレクタは抵抗１７を介してバッテリ
２゛２の正極に接続されている。バッテリ２２の負極社
アースされている。トランジスタ１８のコレクタは点火
コイル１９０１次巻線を介してバッテリ２２の正極に接
続されてｂる。

点火コイル１９０２次巻線は配電器２０ｔ−介して点火
栓２１１〜２１ｄＫ接続されている。

次に、第１図の電子式点火時期制御装置の動作を第２図
（ａ）ないし第２−一）を用゛いて説−する。第２図は
、第１図の各点における代表的な動作波形でｉる。第２
図（−および伽）紘それぞれ位置センサ２と３の出力信
号であ’）、’Ｐｓは機誦の各気筒におけるシリンダの
上死点付近の角度位置を示し二普通、上ムー数度−角度
位置を示す二またＰ・は出力信号Ｐ２よ９９０度前の角
度位置を検出する信号である。

自− 一２図（０）は、第１図の′カウンタ８のカウント値の
変化を時間を横軸にと２て、構成的に直線上で示したも
のである。第２図（ｄ）　＆よびｉｅ）は、第１図の７
致回路１３．１４の出力信号であシ、それぞれ第１図の
ＦＦＩ　５のセット信号、リセット信号となる。ａＫＺ
図（ｆ）は前”記セット信号、リセット信号によって反
転動作しているＦＦＩ　５の反転出力４の波形であシ、
第２図−）は点火コイル１９の１次電流波形である。

転といわれる所定値に達するまでの始動時にはく出力信
号Ｐ１の信号入力と同時に点火コイル１９の１次電流の
通電を行い、出力信号Ｐ８の信号入力と同時に１次電流
の速断を行うべく、第１図の電子式点火時期制御装置で
次のような処理を行う〇出力信号Ｐｌの信号は論理ゲー
ト７を通ってラッチ回路９に入力され、このときのカウ
ンタ８０カウント値がラッチ回路９にラッチされる。

一方、出力信号Ｐ１はディジタル計算機１０にも入力さ
、れ、仁の入力によってディジタル計算機ｌＯ社、ラッ
チ回路９の内容を輯み出し、出力信号Ｐ１の信号入力時
刻をカウント値Ｃｐ　１０として検知する。

次に、この検知した出力信号Ｐｓの入力時刻、すなわち
ＣｐｌＯに対して、以下において述べるレジスタ１１へ
のデータの転送と、−数回路１３における比較一致検出
動作ｔｔｃ＊’ｔ・る時間に相轟するカウント数を加え
たカウント値ＣＢｏをディジタル計算機１０・によって
計算する。

この計算されたカウント値Ｃｓｏはレジスタ１１に転送
され、−数回ｊｌ！１３でカクンタ８０カクント値とレ
ジスタＩＩＫ転送されたカウント値ＣＢ。

と比較され、一致したとき、−数回路１３よ〕信号Ｓが
第２図６）に示すよ°うに出力される。信号ＳＫよりＦ
Ｆ１５はセットされ、反転出力４は「Ｌ」になシ、トラ
ンジスタ１６はオフし、トランジスタ１８はオンして、
点火コイル１９の通電が始まる。

次に、機関がさらに回転して、出力信号Ｐ２の信号が入
力されると、前の説明と全く同様に、カウント値ＣＲＯ
がディジタル計算機１０によって算出され、カウンタ８
の内容がこのＣＢｏと一致したとき、−数回路１４から
出力される信号ＲによってＦＦＩ　５がリセットされ、
その反転出力りは第２図（ｆ）　Ｋ示すごとく「Ｌ」か
らｒＨＪＫ反転し、同時にトランジスタ１６はオン、ト
ランジスタ１８社オフして、点火コイル１９０１次電流
が遮断され、このとき点火栓２１ａ〜２１ｄに点火火花
が発生する。

次に、機関の回転が上昇し、上述のように出力信号ＰＩ
の入力時とｈとんど同時に点火する動作に対して、出力
信号Ｐｓの入力時よシ進角点火あるいは遅角点火させる
場合の動作について説明する。

出力信号Ｐ１およびＰｚ（ｐ信号入力時のカウンタ８の
カウント値は前記説明でわかるように、ディジタル計算
機１０で検知され、それぞれのカウント値を記憶してお
き、第２図−）　、　（ｂ）上に示すような出力信号Ｐ
ｓおよびＰｚにおける信号間隔ＴＩおよびＴｕｔ２計算
し、それぞれの値を記憶する。

次に、　ＴｌおよびＴ２の逆数計算などを行い、出力信
号Ｐ１−Ｐｇの入力時ごとに機関の回転数を検知し、こ
の回転数に対して予め、決定された進角度をディジタル
計算機ｌＯの記憶装置から読み出し、各回転状態に対す
る進角度を計算し、Ｔ１およびＴｌの値からその回転数
における前記進角度に対応する時間変換を行い、第２図
（−上に示すＴｏ　なる値が算出される。このＴｌなる
時間だけ進角した状態文の点火コイルの通電、遮断は以
下のようになる。

（第２図（ｃ）参照） 通電の動作は、出力信号Ｐ２の入力時において次の処理
を行う。出力信号Ｐｓの入力時のカウント値ｃｐｓに対
して、時間ｔ、に相当する′カウント値だけ大きいカウ
ント値Ｃｓｓがディジタル計算機１０によってカウント
値Ｃｐｓが検知され、以下の弐に示す計算をした後に、
レジスター１に転送される。

Ｃｓ５＝ｅｐ雪”（ｔｓ）　、、、−、Ｔ、−Ｔｈ−Ｔ
ｌ　・・；　・（Ａ）＃Ｉ２図（ｃ）で示されたＣＰ！
かも時間が経過し、カウンタ８のカクン（値がＣｐｓか
ら、第２図（Ｃ）のととく変化して、前記ＣＢｔなるカ
ウント値になると、−数回路１３から信号Ｓが出力され
、その後は前述の機関始動時の動作説明と同様の動作が
行われ、点火コイル１９の通電が開始される。

電流遮断、つまシ点大の動作は、出力信号Ｐ１の入力時
において以下の処理が行われる。出力信号Ｐｓの入力時
のカウント値ＣＰＳに対して、以下に示す時間ｔＨに相
当するカウント値だけ大きいカウント値ＣＲＩ　ｔディ
ジタル計算機１０で算出する。カウント値ＣＲＩはレジ
スター２に転送された後、Ｔｌ Ｃａｒ＝Ｃｐｌ＋［ｔＨ）、　ｔＨ＝　　　−Ｔｌ　　
　　・・・・・・■時間の経過があって、−数回路１４
の出力信号μ　−がカウンタ８の内容がＣａｌなる時刻
で発生し、　ＦＦ１５、トランジスタ１６．１８を介し
て点火コイル電流の遮断が行われ、Ｔｌ　なる時間に相
当する角度Ｑ点火進角が行われる。

ところで、上述の動作説明かられかるようＫ。

点火コイル１９０通電、３１断回門′への制御信号の出
力制御を行うディジタル計算機内部の演算は、実際の通
電１点火の動作以前の機関の回転角度信号を基準に、し
て、その信号の入力以前におけるデータを元に、次の通
電開始あるいは点火時期を、前記回転角度信号の入力時
刻からの経過時間として予測演算を行うことＫよってな
されている〇したがって、上記の経過時間中での機関の
急激な回転変動、たとえば無負荷時のスロットル全開加
速や、重い負荷の急激な断続などがあれば、正規の点火
時期からのずれが非常に大きくなシ、異常進角あるいは
異常遅角点火が発生する。

このような場合、機関の異常運転状態が発生したシ、時
として、機関の損傷や破壊に至ることも＃）シ得る。ま
た上記のような動作での不具合とは別に、全く゛偶発的
に発生するマイクロコンピュータの一時的な異常や、電
源電圧の瞬断などによって、点火時期の計算ミスや制御
信号の誤動作したときにも上記のよう゛な異常点火を引
き起こす。

この発明は、上記従来の欠点を除去するため罠なされた
もので、機関の所定の回転角度範囲を検出する手段と、
この検出手段の出力を入力とし、点火制御信号が点火栓
の駆動手段に供給される時期を、所定の回転角度範囲に
限定すると同時に、上記所定角度範囲内で少なくとも１
回の点火を行うべく点火制御信号を点火栓の駆動手段に
供給する手段を設けることによって、機関の急激な回転
変動時や、点火時期の演算、制一部の異常時に発ゝ　　
生ずる異常点火を防止することのできるとともＫ。

ディジタル計算機内での点火時期の演算方法の簡略化、
あるいは演算処′理ＫＩＮする時間の短縮化を行えるよ
うにすることができる電子式点火時期制御装置を提供す
ることを目的とする０ 次に、この発明の詳細な説明を行う前Ｋ、この発明の特
徴とする部分について概述することにする。先に述べた
ように点火時期の決定は、所定の回転角度で発生する信
号の入力時刻を基準托して、次の点火時期までの予測さ
れた経過時間という方法で行われる。したがって、急激
な回転の変動があれば上記のような異常進角、あるいは
異常遅角の点火が発生するが、機関の一般的な運転状態
であシうる加速時や減速時においても、点火時期のある
程度の精度管保つため、次の点火時期決定に対して基準
となる機関の回転角度信号の入力以前の数サイクルの機
関の回転周期あるいヰ相轟のデータから、次の回転周期
を加速補正あるいは減速補正して計算し、その補正計算
後のデータをもとに次の点火時期を演算、決定する方法
が行われる。

ところが、゛上記のような補正計算社、機関回転数や過
渡条件等を考慮することによシ精度は上がるが、計算に
要する記憶容量や手つづきが増加し、使用するディジタ
ル計算機の価格や処理時間、あるいは記憶容量の面で障
害にな〕得る。

また、突発的な加速状態の初期においては、機関の回転
角度信号として、限られた数の入力しか得られな一場合
には、過渡時における点火時期の精度を保つこと社非常
に難しいという欠点がある。

しかるに、この発明によれば、機関の所定角度範囲の中
で少なくとも１回の点火制御信号を点火栓の駆動手段に
供給し、その時期として、機関の常用運転状態における
最小進角位置を設定し、各点火周期において遅くとも上
記の角度位置で点火させるととによシ、上述の補正計算
を比較的簡゛単にし、かつ加速の初期においてもある程
度の点火時期精度を保つことが可能になる。

以下、この発明の電子式点火時期制御装置の実施例を図
につｂて説明する。第３図はその一実施例の構成を示す
ブロック図で−ある。この第３図において、符号１〜２
２で示す部分は第１図と同様であシ、重複を避けるため
に、第１図と同一部分には同一符号を付してその説明を
省略し、構成の説明は第１図とは異なる部分のみについ
て述べることにする。

この第３図では、符号２３以降の部分がこの発明によっ
て新たに付加された部分であル、２３は図示しない機関
の回転に同期して回転する円板で、円板１と全く同様の
回転をする。また、２４は位置センサで、円板２３の外
周上にその検出部を近。円板２３上に位置センサ ２４の被検出体２５．２６が取り付けられており、仁の
位置セ／す２４として、たとえば、発振型の近接スイッ
チを使用すると、−検出体２５．２６社鉄などで構成さ
れ、円板の外周上で所定角度にわたって位置センサ２４
の検出部に近接するように突起状のものを取シつけ□れ
ばよｈｏまた、２７は２つの入力のＡＮＤ論理信号を出
力する論理ゲートで、位置センサ２４の出力信号と、−
数回路１４の出力信号を入力とし、それらのＡＮＤ出力
を論理ゲート２９０片方の入力に供給するようになって
おり、論理ゲート２９の他方の入力にはトリガノ臂ルス
発生器２９の出力信号Ｔ＃が入力されるようになってい
る。このトリガ／＃ルス発生器２８は前記位置センサ２
４の出力Ｐ＃の後側の反転タイミングを検出してトリ′
ガノ譬ルスを発生するもので、たとえば微分回路などで
構成される。

論ｆｆｌり−）　２９は、前記トリガパルスト論理ｒ−
ト２７の出力信号のＯＲ信号を出方し、その出力はＦ　
Ｆ　Ｌ５のリセット信号となるように接続されている。

次に、以上のように構成事れたこの発明の電子式点火時
期制御装置の動作について、第４図を用いて動作説明す
る。嬉４図（ａ）　（ｂ）　（ｃ）　１ｉｄ）　＜ｅ）
は、第２図１ｉｍ）　（ｂ）　（ｃ）　６１）　（ｅ）
に相当し、ｊｌｌＥ１図のそれぞれの点に相当するＭ３
ＥＡ装置での動作波形図である。

第４図（ｆ）は位置センサ２４の出方信号で、位置セン
サー３の出力信号Ｐ３の発生時を含んで、内燃機関の点
火進角特性による点火角度範朋にわたって「Ｈ」なる信
号Ｐｏ　を出力する。第４図＠は論理ｒ−）　２７の出
力信号で、−数回路１４の出方信号Ｒと前記信号Ｐθの
ＡＮＤ出カを示している。

また、１ｇ４図−）は位置センサ２４の出力信号Ｐθの
「Ｈ」から「Ｌ」への反転時會示す）！Ｊｆｆ−ＩＱス
Ｔａ　ｔ−示す。第４図（ｉ）は第４図Ｏ）で示される
セン第４図（転）のＴｏ　の信号でリセットされるＦＦ
１５は反転出力りの波形、第４図０）は点火コイル１９
０１次電流波形である。

以下、第１図の装置の動作説明と重複する部分は省いて
第３図の電子式点火時期制御装置の動作を説明する。

位置センｔ２の出力信号Ｐｌの入力時刻Ｃｐｔｔ　を基
準にして、ディジタル計算機１０において計算された次
の点火時期ＣＲＩ−において出力される一致回路１４の
出力信号Ｒが、位置センサ２４の出力信号Ｐ＃の「Ｈ」
なる角度範囲内にあれば、論理ゲート２７の出力信号Ｒ
＠Ｐ＃　ｄ、−数回路１４の出力と全く同じで、論理ゲ
ート２９ｔ−介してＦＦ１５は信号凡の発生時にリセッ
トされ、以後第１ｍｌの装置と同様の動作で、しかるべ
き点火位置で点火が行われる。　　　、、 このとき、第４図（転）Ｋ示される信号Ｔ＃ａ、Ｆ　Ｆ
１５のリセット後のリセット信号となル、何ら点火動作
に影響しない（第４図前半部）。

ところが、機関の回転において急激な変動が、あれば、
計算した点火時期が著しく正規の時期からずれてしまう
例が第４図の後半部（示されている＠中力信号Ｐ１の入
力時刻ＣＰｔ５において計算さ：れた次の点火までの予
測経過時間ｔｉｕ後、の時刻での漬つント値ＣＨｓは、
前記時刻Ｃｐ１ｇ以後の機関の急激な回転上′昇のため
、出力信号Ｐｇの入力時刻Ｃｐ＊ｓよシもかなシ遅れた
時点となシ、機関の回転角度位置では、上死点後数１０
度ぐらいに′なる。

しかるに、上記Ｃａｓで発生する信号ＲＫ対する論理ゲ
ート２７の出力性、位置セ′ンサ２４の出力信号Ｐ０が
「Ｌ」になるためＫ１１ｌｌ止され、ＦＦ１５のリセッ
ト信号とならない。

一方、位置センサ２４の出力信号の後側の反転時を示す
トリガノクルス発生器２８の出力信号Ｔθは、上記ＣＲ
Ｉ以前において論理ゲート２９を介してＦＦ１５ｔ−リ
セットし、第４図（ｊ）Ｋ示すごとく、急激な回転変動
にもかかわらず、機関の上死点後数度の位置で点火を行
い、破線で示すような異常遅角点火に至らない。

上記の回転変動とは逆に、急激な回転減少が生じた場合
も、同様にして異常遅角した点火が防止されることは容
易にわかる。

また、上記例のごとく、機関の異常な回転変動と至らず
とも、一般的な機関の運転状態で起こシ得る、たとえば
アイドル回転付近の低速回転からの突然の急加速の場合
や、軽負荷の加速途中で、急激な重負荷接続による急減
速の場合など、点火までの予測経過時間ｔａｇの算出に
対し、加速補正あるいは減速補正などが不十分なためＫ
、計算した点火時期ＣＢｚが、第４図（ｆ）で示される
信号ＰθのｒＨＪの角度範凹外になってしまう場合でも
、出力信号Ｔθで示される角度での点火が行われ、機関
の運転状態での不都合、たとえば息つぎゃ加速応答が遅
いなどを回避される。

以上説明したように、この発明の電子式点火時期制御装
置によれば、ディジタル計算機の演算結果に基づく点火
時期を機関の所定回転角度範囲内に限定させるととＫよ
プ、機関の大きな回転変動あるいはディジタル計算機な
どの誤動作による異常時期での点火を防止し、さらに所
定の角度位置で各点火サイクルごとに必ず１回点火させ
ることによシ、機関の異常や動作時にも失火サイクルを
含まず順調な運転を持続させることができるという効果
がある。

また、各点火サイクル忙おいて、゛適切な角度位置での
点火動作を、ディジタル計算機による演算結果に基づく
点火動作と並行させることによシ、機関の通常の加減速
運転時の点火精度を維持する程度に、ディジタル計算機
内での点火時期の演算処理を簡略化しつつさらに、突発
的な急加速時にも機関の運転に支障をきたさないように
することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１因は、従来の電子式点火時期制御装置の一例を示す
ブロック図、第２図（勾ないし第２図（ｇ）は第１図の
電子式点火時期制御装置の動作を説明するための図、第
３図はこの発明の電子式点火時期制御装置の一実施例の
構成會示すブロック図、第４図−）ないし第４図−）拡
第３図の電子式点火時期”　　１．２３・・・円板、２
．３．２４・・・位置センナ、４．５．２５．２６・・
・被検出体、６・・・クロック発生器、７，２７．２９
・・・論理ダート、８・・・カウンタ、９・・・ラッチ
回路、１０・・・ディジタル計算機、１１．１２・・・
レジスタ、１３．１４・・・−数回路、１５・・・フリ
ッグ７０ッ！回路、１６．１’８・・・トランジスタ、
１９°゛°点火コイル、２０・・・配電器、２１ＪＬ〜
２１ｄ・・・点火栓、２２・・・バッテリ、２８・・・
トリガパルス発生器。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人　　　蔦　　野　　信　　− 手続補正書（方式） 昭和６ｊ年　２月２５Ｌ］ 特許庁長官殿 １、事件の表示　　　　特願昭　５６−１４７！＄３４
４２、発明の名称 電子式点火時期制御装置 ３、°補正をする者 代表者片　山−仁　八　部 ＆　補正の対象 明細書の「図面の簡単な説明」の欄 Ｌ　補正の内容 明細書第１９頁１９〜２０行「第４図（８）ないし第４
図（ｇ）は・・・・・・」を「第４図（ａ）ないし第４
図（ｊＪは・・・・・」と訂正する。 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内燃機関の各気筒に設けら、れた点火役と、この点火栓
   を駆動する駆動手段と、内燃機関の所定の回転角度位置
   を検出する第１の検出手段゛と、この第１の検出ｉ段の
   ゛出力信号を入力として内燃機関の回転数に応゛じて点
   火時期を計算するとともに計算した点火時期に基づく制
   御信号′を前記点火栓の、−１２７、／　　駆動手段に
   供給する制御部とを備えた電子式点火時期制御装置にお
   いて、上記内燃機関の所定の回転角度範囲を検出する第
   ２の検出手段と、この第２の検出手段の出力によって前
   記制御部からの制御信号が、前記点火栓の駆動手段に供
   給される時期を、上記内燃機関の前記回転角度範囲□に
   限定するとともに前記回転角度範囲内にお−て少なくと
   も１回前記点火栓の駆動手段に制御信号を供給する手段
   とを備えたことｔ４！黴とする電子式点火時期制御装置
   。