JPS5847163A - 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ＢＡ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６、この種の装置として、第り図に示すようなもの
が知られている。この第１図において、ｌは機関の回転
に同期して回転する円板、２．３は円板１の外周に近接
し、互いに所定の角度を隔てて配設された位置センサで
あ夛、この例でＦｉ９０’の角度を隔てて配設されてい
る。

４．５は、上記円板ｌの外周上に取シ付けられ、機関の
回転角度を上記位置センサ２．３を通して検知するよう
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として発振器型の近接スイッチを用いる
場合には、鉄片などの金属の突起物を設ければよい。

また、６はある一定周波数のクキツクパルスを発生する
クロック発生器、７は前記位置センサ２．３の出力信号
Ｐ、、Ｐ、のＯＲ論理信号を発生する論理ゲートである
。

前記クロック発生器６の出力信号によって力ｔ。

ンタ８をトリガするようになっておシ、クロック発生器
７からのクロック数をカウンタ８で計数するようになっ
ておシ、また、ラッチ回路９は、上記論理ゲート７の出
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は、ディジタル計算機１０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
力はディジタル計算機に接続されている。

ディンタル計算機ｌＯは、マイクロプロセッサ、半導体
記憶素゛ｔ、論理ゲート素子などから構成される々イク
四コンピュータである。ディジタル計算機ｌＯは前記位
置センサ２，３の出力信号Ｐ１　ｍＰ！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。

１１．１２はレジスタで、ディジタル計算機ｉ。

の出力データバスに接続され、ディジタル計算機ＩＯの
出力データバスに送出されたカウント値を保持し、その
出力は一致回路１３．１４に転送されるようになってい
る。

一致回路１３および１４はそれぞれ前記レジスタ１１．
１２に接続されると同時に、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
内容を比較し、一致すれば信号を出力する回路である。

１５はフリップフロップ回路（以下ＦＦと云う）で、前
記一致回路１３の出力信号によってセットされ一一致回
路１４の出力信°号によってリセットされる。ＦＦ１５
の反転出力Ｑは電流増幅用のトランジスタ１６のペース
に接続され、コレクタは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のエミッタはアースされ、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の負極はアー
スされている。トランジスタ１８のコレクタは点火コイ
ル１９の１次巻線を介してバッテリ２２の正極に接続さ
れ、点火コイル１９の２次巻線の−ｍは、配電器２０を
介して点火栓２１８〜２１ｄに接続されている。を九、
この２次巻線の他端はバッテリ２２の正極に接続されて
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図を
用いて説明する。第２図は第１図の各点における代表的
な動作波形である。第２図の（ａ）′および（ｂ）は°
それぞれ位置センサ２．３の一力信号であり、出力信号
Ｐｌは、機関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、普通、上死点前数度の角度位置を示す
。また出力信号Ｐ、は前記出力信号Ｐ３よ９９０度前の
角度位置全検出する信号である。

第２図（Ｃ）は、第１図のカウンタ８のカウント値の変
化を、時間を横軸にとって構成的に直線状で示し友もの
である。ｔＪ２図（ｄ）および（ｅ）は、第１図の一致
回路１３および１４の出力信号であシ、それぞれ、第１
図のＦＦ　ｌ　５のセット信号、リセット信号へる。第
２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ＦＦ１５の出力Ｑ波形、第２図（２）
）ＩＩ′１点火コイル１９０１次電流波形である。

機関が始動されて、回転がいわゆるアイドル回転といわ
れる所定値に達するまでの始動時には、前記位置センサ
３の出力信号Ｐ、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Ｐ！の信号入力と同時
に１次電流の速断を行うベく、第１図の装、置で次のよ
うガ処理を行う。

出力信号Ｐ１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８の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ＰＩＩｆｉディジタル計算機１０にも入
力され、この入力によってディンタル計算機１０は、ラ
ッチ回路９の内容を読み出し、出力信号Ｐｌの信号入力
時刻をカウント値ＣｐｌＯ（第２図（Ｃ））として検知
する。

次に、この検知した出力信号Ｐ１の入力時刻、すなわち
ＣｐｌＧに対して、以下において述べるレジスタ１１へ
のデータ転送と、一致回路１３における比較一致検出動
作に要する時間に相当するカウント数を加えたカウント
値Ｃｓ６をディジタル計興機ｌＯによって計算する。

この引算されたカウント値Ｃｓ・はレジスタ１１に転送
され、−数回路１３で、カウンタ８のカウント値と前記
レジスタ１１に転送されたカウント値Ｏｓ・・と比較”
され、一致したとき、−数回路１３よシ傷号Ｓが第２図
（ｄ）に示すように出力される。

信号ＳによシＢ”Ｆ１５はセットされ、反転出力Ｑはｒ
ＬＪになル、トランジスタ１６はオンし、トランジスタ
ｔｓｔ；ｔオンして、点火コイル１９の通［：：、に’
Ａ１１ｉ５Ｃ＞Ｔｉｃ。７１７１，２゜（ＦｕｌｉＡ７
Ｊされると、前の説明と全く同様に、カウンタ値ＣＢ４
がディジタル計算機１０によって算出され、カウンタ町
の内容が、仁のＣＢ、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ＦＦ１５がリセットされ、
その出力Ｑは第２′″図（ｆ）Ｋ示すごとく、ｒＬＪか
らｒＨＪ　Ｋ反、転し、同時にトランジスタ１６はオン
、トランジスタ１８はオフして、点火コイル１９の１次
−流が遮断され、このとき点火プラグ２１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Ｐ、
の入力時とほとんど同時に点火する動作に対して、出力
信号Ｐｚの入力時よル進角点火あるいは、遅角点火させ
る場合の動作について説明する。

出力信号ＰｌおよびＰ３の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　必（ａ）　、　（ｂ）上に示すようなＰｌお
よびＰ２Ｖｃ−おける信号間隔Ｔ１およびＴ１を計算し
、それぞれの値を記憶する。

次に、Ｔ１およ１びＴ３の逆数計算などを行い出力（ｉ
号Ｐ１．Ｐ、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
る進角度計算し、ＴＩおよびＴ２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ＴＱなる値が算出される。

このＴＱなる時間だけ進角した状態での点火コイル１９
０通電、遮断は以下のようになる（第２夢（Ｃ）参照）
。

通電の動作は、出力信号への入力時において次の処理を
行う。出力信号Ｐ、の入力時のカウント値ＣＰ、に対し
て、時間ｔＢに相当するカウント値だけ大きいカウント
値ＣＢ、が、ディジタル計算機１０によってカウント値
ＣＰ１が検知され、以下の式に示子計ｇをした後に・レ
ジスタｔｉに転送される。

第２図（Ｃ）で示されたＣＰ、かも時間が経過し、カウ
ンタ８のカウント値がＯｐ、から第２図（Ｃ）のごとく
変化して、前記Ｃ８，なるカウント値になると、−数回
路１３から１６号Ｓが出力され、そのｖｋ扛前述の機関
始動時の動作説明と同様の動作が行われ、点火コイル１
９の通電が開始される。

電流遮断、りま多点火の１作は、出力信号Ｐ息の入力時
において以下の処理が行われる。

出力ｆｉ　＠Ｐｔの入力時のカラン）　飢Ｃｐ、　　に
対して、以Ｔ　Ｋ　ｍす時間ｔＨに相当するカウント値
だけ大きいカウントｉＭｃｎ１ｔ−ディジタル計算。

機１０で算出する。カウント値ＣＲＩ　ｉｊレジスタ１
２に転送された後、 時間の鮭過があって、−数回路１４の出力信号Ｂが、カ
ウンタ８の内容がＣＲＩなる時刻で発生し、ＦＦ　ｌ　
５、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、ＴＱなる時間に相当する角度の点火進
角が行われる。

ところで、上述の動作説明かられかるように、点火コイ
ル１９の通電、ｉ通断回路への制御信号の出力制御全行
うディジタル計算機内部の演算性、・実際の通電、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ＩＣ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、ことによってなされてい
る。

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は、正規の点火時間からの
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
あシ得る。

このような不具合をできる限り防止するとともに、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を保つため、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は相当めデータ
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、演算、決定する方法が行われる。　　　□ところ
が、上記の、ような補正計算は、機関回転数や過渡条件
などを考慮すると−とによシ精変位上がるが計量ＶＣ＊
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
害になシ得る。

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い場合
には、過渡時における点火時期の精度を保つことは非常
圧難しいという欠点がある。

この発明は、上記従来の欠点を除去するためになされた
もので、同一の点火サイクルにおける点火時期の制御信
号として、所定の回転角度位置を基準にして前述のごと
く予測計算した点火時期に基づくものと、前記予測計算
時間の基準となる角度信号よシも角度的に後に発生し、
１点火サイクルに１回、所定の回転角度位置を検出する
信号の入力時刻から所定時間後を点火時期とするものと
を、点火栓の駆動手段に供給するように構成し、上述の
補正計算を比較的簡単にしてもよく、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仁とが可能な電
子式点火時期制御装置を提供することを目的をする。

以下、この発明の電子式点火時期制御装置６実施例を図
について説明する。第３図はその一実施例の構成を示す
ブロック図であシ、この第３図において、第１図と同一
部分は重複を避けるために同一部分に同一符号を付して
その説明を省略するー。

第３図において、符号１〜２２の部分は第１図と同様で
ある。符号２３以降がこの発明によって新たに付加され
た部分である。

すなわち、２３は位置センサ°３の出力信号Ｐ、を一定
″時間遅延させた信号を出力する遅延回路であシ、２４
は論理ゲートであシ、前艷遅延回路″２３の出力信号Ｒ
，と一致回路１４の出力信号ＲとのＯＢ論理信号Ｒ＃を
ＦＦＬ５のリセット入力端に供給するように接続されて
ラル。その他の構成は第１図と同様である。

次に、以上のように構成さ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、第５図を用いて説明
する。第４図（ロ）（ｂ）　（ｃ）　（ｄ）　（ｅ）は
第２図の（ａ）　（ｂ）　（ｃ）（イ）（ｅ）に相当し
、第１図のそれぞれの点に相当する第３図装置の動作波
形図である。

第４図（０は位置センサ３の出力信号Ｐ冨に対して、所
定時間軸だけ遅延した信号ＲＥで、遅延回路２３の出力
信号である。第４図＠は論理ゲート２４の出力信号Ｒ０
で、−数回路１４の出力信号風と、前記遅延回路２３の
出力信号ＲＩＣのθＢ傷信号示している。

また第４図（ロ）は第４図（ｄ）のセット信号Ｓでセッ
トされ、第４図０の信号ＲθでリセットされるＦＦ１５
の反転出力Ｑの出力波形であシ、第４図０）は点火コイ
ル１９０１次電流波形である。以下、第１図装置の動作
説明と重複するところは省いて説明する。

位置センサ２の出力信号Ｐ１０入力時刻ｃｐＨで、ＣＰ
ＩＩ　Ｋ−基準にしてディジタル計算機ＩＯにおいて計
算された次の点火時期ＣＲＩ　’において、−数回路１
４の出力信号Ｒが出力され、出力信号Ｐ１の入力時刻Ｃ
ＰＩＩよシリ０６回転後に相当する時刻ＣＰｕに位装置
センサ３から出力される出力信号Ｐ、を受けて、ＣＰｎ
から時間１Ｂ後に遅延回路２３から信号ＥＬＥが出力さ
れる場合、上記信号ＲとＲ，のＯＲ論理を行う論理ゲー
ト２４の出力信号Ｒθによってリセットされるように接
続されているＦＦ　ｌ　５のリセットは、信号Ｒの出力
時に行われ、以下、第１図装置と全く同様の動作にし九
がって点火進角度０なる点火が行われる。

ところが、機関の回転において急激な変動があると、第
４図後半部に示すように１計算し九点°火時期が正規の
点火時期からかなシずれてしまうことがある。

出力信号Ｐ１の人力時刻ｃｐ、において計算され九次の
点火までの予測経過時間ｔ−後の時刻ＣＢ、は、前記出
力信号Ｐ１の人、力時刻Ｃｐ、以後の機関の急激な回転
上昇のため、機関の上死点前数度の角度位置を検出する
信号Ｐ、の入力時刻ＣＰ、よ〕もかなシ遅れた時点とな
る。

上記、予測計算による点火時期Ｃｍ、蝶ｓ前述のごとく
予測の基準となる時刻ｃｐｓ５以前におけるデータを基
にした加速補正の適切さくしたがって正規の点火時期か
らのずれは小さくなるが、補正が不十分であれば、第４
図（ｅ）に示すごとく、上死点後数１０度ぐらいＫなる
。

一方、遅延回路２３の出力信号−は、位置センサ３の出
力信号Ｐ、の入力時刻ＣＰ、よシ時間ｔｌだけ遅れた時
点で発生し、この信号−によって論理ゲート２４を介し
て、ＰＰ１５ｑリセツトされ、第４図（ｉ）に示すごと
く、急激な回転上昇にもかかわ、らす、機関の上死点付
近で点火が行われ、第４図（工）中の破線で示すような
＾常連角が回避される。−第５図は、機関回転数に対す
る所要の点火進角特性忙対する、第３図の実施例の遅延
回路２３における遅延時間ｔｌの設定の一例を示したも
のである。この第３図の実線は、計算によって設定され
る所要の点火進角特性であシ、破線は遅延回路２３の出
力信号ＲＨで決まる点火時期の機関回転数に対する特性
である。

この例では、始動時の点火時期からアイドル回転になる
ところで約２．５　ｄｅｆ遅角した後、機関回転数の上
昇にしたがって点火進角する特性をもっているため、遅
延時間ｔ１を約７００μ５ｅｃＫ設定し、破線のごとく
回転数に対して直線的に遅角する点火制御信号が遅延回
路２３から出力され、上述の動作説明かられかるように
、機関の急却速時計算による点火時期が正規時間からず
れ九としても、必ず、破線の角度位置までの間に点火が
行われ、異常遅角点火に伴う機関運転の不具合が回避さ
。

れる。

なお、前記実施例では点火信号Ｒ１を出力する遅延回路
２３を設けたが、ディジタル計算機等を使用して・信号
融を出力する構成をとっても、ｆ述と同様ＯｗＪ作が可
能であ本。

以上説明したように、と９発明の電子式時期制御装置に
よれば、ディジタル計算機の演算結果に基づく点火時期
と、各、点火サイクルにおｈて、前記演算に基づく点火
時期の基準角度位置よシ角度的に後にある所定角度位置
を検出する信号の入力時刻η１ら所定時間後を点′火“
時期とする二つの点火制御信号を点火栓の駆動手段に供
給するように構成したので、ディジタル計算機内での点
火時期の演算処理において、機関の加減速運転中でも所
要の点火時期精度を維持するために要する加減速補正な
どの処理を簡略化することを可能托し、かつ、突発的な
急加速などの異常な回転変動時でも、機関の運転に支障
ｔきたさない程１の、点火時期上確実に維持することが
で１！ゐという効果がある。

４ＩＫ第５図に示すように位置セン？３０角度よル遅角
側に要求進角が存在すゐ場合においても前記のごとく、
点火時期を保持できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

ｉＩ図は、従来の電子式点火時期制御装置のブロック図
、第２図（ωないし第２図＠は、第１図の゛電子式点火
時期制御装置の動作説明のための図、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を示すブロ
ック図、第４図（ａ３ないし第４図（ｉ）および第５図
社それぞれこの発明の電子式点火時期制御装置の動作説
明のための図である。 １−・・円板、２，３・・・位置センサ、４．５・・・
被検・画体、６・・・クロック発生器、７．２４・・・
論理ゲート、８・・・カウンタ、９・・・ラッチ回路、
１０・・・ディジタル計算機、ｌｌ、１２・・・レジス
タ、１３．１４・・・−数回路、１５・・・フリップフ
ロップ回路、１６．１８・・・トランジスタ、１９・・
・点火コイル、２０・・・配電器、２１ａ〜２１ｄ・・
・点火栓、２２・・・バッテリ、２３・・・遅延回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）内燃機関の各気筒に設けちれた点火栓と、この点
   火栓を駆動する手段と、上記内燃機関の所定の回転角度
   位置を検出する検出手段と、この検出手段の出力ｉ号を
   入力と′して機関の回転数に応じて点火時期を計算し計
   算し大点火時期に基づく第１の制御信号と前記機関の１
   点火サイクルに１回所定の回転角度位置を検出する信号
   の入力時刻から所定時間後を点火時期とする第２の制御
   信号と前記点火栓の駆動手段に供給する制御手段とを備
   えたこと１−特徴とする電子式点火時期制御装置。
2. （２）上記第２の制御信号は前記機関の１点火サイクル
   に１回、所定の回転角度位置を検出する信号の入力時刻
   から、所定角度後を点火時期とするものに相当すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電子式点火時
   期制御装置。