JPS58501729A - センサ入力を有する点火アドバンス回路 - 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】 センサ入力を有する点火アドバンス回路発明の背景 本発明は、ディストリビュータレスの電子点火システムの分野に関するものであ り、更に具体的には、所望のアドバンス角が速度に加えて他のエンジン特性の関 数となるシステム（装置）に関する。

自炊機関Ｏ：おいて、点火スパークのタイミングがエンソン動作上極めて重要で ある。種々の機械的配置は、一般的に速度と共にスパークアドバンスを与えるよ うに遠心力を与えるように設計されてきた。かような配置は、時に刻々調整を必 要とし、精確又は複雑なアドバンス曲線に順応しないがろ、電子アドバンス（デ ィストリビュータレス）点火装置が開発された。

これらのうち、米国特許第４，１０４，９９７号の記載において、コンデンサ及 び種々の電流源を含むプログラム可能な電圧スロープ発生器は、１つ以上の変化 率（ｒａｔｅ　ｏｆ　ｃｈａｎｇｅ）を有する信号電圧を発生する。エンジン回 転センサおよびタイマの組合せは、変化するエンジン速度に応答して電圧変化率 を変更する。真空センサは、またエンジン負荷の変化に応答してプログラム可能 な発電機に入力を与えろ。発電機のコンデンサ上の電′圧は、基準電圧と比較さ れ、そのレー、ルか等しい場合、スパー゛クタイミングパルスが発生され、適当 なシリンダの着火（ｆｉｒｉｎｇ）を可能にする□。このアナログ的なやり方は １機械的配置よりはるかに大きな改良ではあるが、更に一層大きな精度が望まし いことがわかった。

次の米国特許第４，１６８，６８２号において１種々のエンジン状態センサから の信号は、エンジン状態の各瞬時組合せに対して所望のアドバンス角を示すパル ス列を発生するデジタル回路が示されている。

゛　これらのパルスは、多重化され、２進（ｂｉｎａｒｙ）レート乗算器（ｍｕ Ｉｔｉｐｌｉｅｒ）　（ＢＲＭ　）に結合され、　ＢＲＭはカウンタに出力する 。第２カウンタは、ＢＲＭに対する入力を監視し、　ＢＲＭの乗算レー）　（ｒ ａｔｅ）を制御するＲＯＭの出力を制御する。次いでＢＲ？’ｌ出力は２位相（ ｐｈａｓｅ）カウンタ゛の人力を制御し、実際のスパーククイミンクを制御する 。

更に、もう１つの米国特許第４．２３１，３３２号は、２つの先の米国特許の回 路よりも改良されていることを説明している。ここに述べた３つの米国特許のす べては１本発明の舐渡人に譲渡されている。この後者の回路において、センサパ ルスは再び結合され、クランク軸位置パルスを受信するＲＯＭに入力され、　Ｂ ＲＭを制御し、順次一連のカウンタに入力する。累積されたカウント値は２点火 スパークのタイミングを決定する。このシステムは、先の米国特許第４．１６８ ，６８２号よりも少ないＲＯＭの記憶を利用しているがまだ所望する以上のもの である。前述のシステムのすべては、アドバンス角計算の精度を増大するもので あるが改良の余地を残している。

発明の要約 従って　本発明の目的は、負荷又は温度条件に応答して点火アドバンス角を変化 する手段を提供することである。

本発明の特定の目的は、エンジン速度とは無関係に、しがも主クロックの制御の もとでこの手段を提供することであや。

本発明のもう１つの目的は、最小のメモリ記憶装置を使用し、他方、所望のアド バンス曲線の改良された精度を得てこの手段を提供することである。

これらの目的および他の目的は、エンジン速度を示す信号がカウンタに結合され 、その出力は、所望の速度−アドバンス曲線によりプログラムされるＲＯＭをア ドレスする回路において得られる。Ｒ９Ｍ中力は、２進レート乗算器を弁部て排 他的論理和回路（ＯＲ）に結合される。負荷、温度等に応答する他のセンサ入力 は、電圧制御発振器の周波数を制御するのに使用される。発振器制御信号は、瞬 時負荷（真空」に単純に比例させることができ、又は温度センサがらの比例入力 或いはスロ１，１−スイ、千〇こより与えられる如き階段関数を゛含むこともで きる。ＶＣＯ出力から得られるパルスは、また、　ＥＸＯＲ回路に結合され、そ れよりの出力は、アドバンス角を制御するためアドバンス・アンプ・カウンタに 導かれる。

図面の説明 第１図は２本発明を含む一層システムのブロック図である。

第２図Ａは、エンジン速度センサおよびクランク軸上のタフ　（ｔａｂ）の位置 を説明する図である。

第２図Ｂは、第２図Ａに関するタイミング図である。

第３図は２本発明の一実施例のブロック論理図である。

第４図は、第３図に関するタイミング図である。

第５図は、第１図のフロック図の一部分の論理図である。

穿６図は、第５図に関するタイミング図である。

好ましい実施例の詳細説明 第１図のブロック図は２本発明の−実りか例を含む４気筒自動車点火システム（ 装置）を示す。そのシステムは、１積回路実行によく適合する電子点火（ディス トリビュータレス）システムである。しかし１本発明は、この特定のシステム又 はＩＣ実行に限定されるように解釈されるのではないことは、寧ろこの環境にお いてより容易に理解されよう。

明らかな如く、２つのコイルトライバ回路１０．１２は、その各々か１つのコイ ルを付勢するように示され、各コイルは、スパークを２つのシリンダ（図示せず ）に対し、一方がそのパワーストローク中にあり、他方がその排気ストローク中 に供給する。

第２図Ａにおいて、エンジンのフライホイール１３上に（エンジンは図示せず） ３（固の突起又は夕′ｌ；′１３ａ、　１３ｂ、　１３ｃカ存在する。突起巳よ １２つの近接（うず電流ノセン号１４“４１６　°により検知され、・ど２ｔあ のセンサは、第１図かられかるようζこ　夫々′丁トハンス　センサ回路１４お よび“遅延（ｒｅＬａｒｄ）”センサ回路１６の一部である。第２図Ａから、ク ランク軸回転当り唯一回のみが２つのセンサよりの同時パルスとなることか理解 される。これは、エンジン（クランク軸）位置の比較的正確な決定を考ＩＰする 。第２図Ｂは、アドバンス（Ａ）センサ及び遅延（Ｒ）センサがら得られるパル スのタイミンクチャートである。これらのセンサの各々から得られる１サイクル 当り３個の出力パルスのうち、同期パルス（Ｓ）は、センサ同期パルス回路１８ により得られる。この同期パルスは、コイルトライバ（，１０又は１２）か所定 の時間に、使用可能になることを決定するのに使用される。

ア１−ハンスパルス回路１９は、７１ノ・ンフ七ノヵバルズの１つの立−ら上刃 ・すして間＜　ｌｅａｄｉｎｇ　ｅｄｇｅ＞に応答りでアトハンフ制御信号（ｓ ｌ）を与え、また、ア１−ハンス制御信号に対して１クロツクパルス遅延を与え る。Ｓｌ及び遅延信号（ＳＩＤ　）は、第３図の回路を含む回路のタイミングに 対して広範囲に使用される。クロ、り及び関連デバイダ２０は、下記に説明する 種々の回路に使用される多数のクロック信号（ここに示されないクロック信号入 力）を与える。主カウンタ２２は、２つの各Ｓ１パルス間のパルスをカウントシ 、かくして最大カウントは、エンジン速度に直接依存する。カウンタ２２の出力 は、　ＲＯＭ２４に結合され、各カウント値はアト−レスを構成し、　Ｓｌパル ス間にアクセスされるアドレスの数は、エンジン速度に依存する。ｌｌ０Ｍの各 アドレスに記憶されるデータは、エンジン速度の関数であり、　ＲＯＭは。

速度に関しアトハンヲ曲線を与えるようにプログラムされる。ＦｉＯＭ出力テー クは、クロック／′テハイタ２０からの人力を有する２進り一）・乗算器（ＢＲ １’Ｉ　’、１３０．’こオ占合さｉ□Ｌる。Ｂ訂′は　打ｌ也臼勺８自王里和 仕−１２Ｆ：の１人力に結合される。電圧制御発振器（ＶＣＯ）　３０は、真空 （マニポルト圧力）センサ３２及び任意にスロノｌ−ルスイノナ３４或いは他の 入力回路（図示せず）により制御される。〜ＩＣＯ出力は、ＥＸＯＲ２８の第２ 人力に結合され１次いでＥＸＯＲ２８は２組の入力パルス上でチー１１１ｉ能を 実行する。即ち、２パルスか正確に一致した立ち上り区間又は立ら下がり区間を 有するのでなければ、　ＥＸＯＲの各入力パルスは、１個の出力パルスにより表 わされるであろう。ＥＸＯＲ２８の出力は、１つのＳＩＤパルスから次のＳＩＤ パルスまで増分するアドバンス・アップ・カウンタ３６に結合される。アドバン ス・アップ・カウンタ３６のカラン１−値は、各サイクル毎に１回アドバンス・ ダウン・カウンタ３８に転送されるか、タウン・カウンタ３８は３アツプ・カウ ンタ３６よりも高速にてクロックされるから、カランｌ−ダウンには、カウント アツプよりも少ない時間ですむ。アドバンス、カウントダウンの終りにおいて、 スパーク制御回路３９は、適当なシリンダにスパークを可能にするであろう。

ドウエル（ｄｗｅｌｌ　）時間は、全エンジン速度に対して制御されなければな らないから、ドウエル時間の開始を決定するために必要なスパーク時間から“逆 カウンＩ・”　（ｃｏｕｎｔ　ｂａｃｋ）する必要がある。

これは、主カウンタ２２から最大カウント値を受信するドウニルカウンタ４０に よりなされる。トウエルカウンタのカウント値は、固定カウント数を急速に減分 され１次いで、スパーク時間が発生するまで保持され１次いで主カウンタと同一 レートで減分される。トウエルは、ドウニルカウンタの零カウントにおいて可能 とされよう。

パワー・オン・リセット回路（ＰＯＲ）４２は、センサ同期パルス回路１８かフ ライホ、イール位置を決定するまで、いか暦るプリンタも最初に点火ず・７）の を妨げ、かく５でイ適当なシ゛１ンクか点太さ２′１．ろのを防止する。出力論 理回路４４のケート回路は、コイルトライバ１０．１１に結合されるスパーク制 御信号を処理する。低速度検出器４６は。

主カウンタ２２のオーバフローを検出し、　（それは低速度条件を示す）前記オ ーバフローに応答してアドバンス角計算がなくてスパークか発生するようにさせ る。テコーク４６の出力は、従って２つの可能な値のうちの１つを有し、クラン ク軸速度が所定値の上、又は下にあるかどうかに依存するスイノチンク信号であ る。°“停止（ｓ’ｔａｌｌ　）　”デコーダ４８は、主カウンタ２２の最終段 に結合されたカウンタ段であり、停止デコーダ力うンタかオーバフローすると（ エンジン速度が“停止”条件に移行することを示す）、１次コイル電流がゆっく りと零に減少し、全システムか休止する。アドバンス禁止回路５４からの信号は 、スパーク期間中アドバンスパルスを抑止し７．Ｐ、料噴射制御の如きエンジン 速度と直接相関を請・要とするタコノータ回路５０又は他のタイミング回路５２ に結合でさる。

第３図において９本発明の好ましい実施例の回、路が更に詳細に示されている。

クロック２０は、　、　１３５ＫＨｚの発振器であることが望ましい。

デバイダ２０は、フリップフロップ又は２分周段である。主カウンタ２２及びア ドバンス・アンプ・カウンタ３６は、？ＩＣ１４０４０Ｂ２進カウンタにするこ とができる。

第４図の波形↓よ、適当なカラン１−値が第３図の回路によりアドバンス・７ソ プ・カウンタ３６の入力に与えられる方法に関係している。

前述したように、アドバンスセンサおよび遅延センサから得られたＳ１パルスの １つの機能は、クランク軸周期回転を計時することかある。カウンタ２２の出力 の各カランｌ−値は＋’　Ｒ，Ｏ’Ｍ２４用のアドレスを構成する。ＲＯＭは、 アドバンス角テータの特定の所望曲線に応して。

即ち最初のアｌ−”　Ｌ−スは典型的には小出力をすえ　他方後の出力は大きＣ ：なるようにプログラムされる。速度か遅くなればなるほど、益に多くの数が主 カウンタ２２に入りこみ、Ｒｏｌのアドレス指定が益々多くアクセスされると、 より多くのカウント値がＢＲＭ２６によって出力されよう。ＢＰからの出力パル スは、ＣＰまたはＣＰの分割（４５ｊ・割）によりクロックされ、クロックパル スの立ち上り端と同期し、ＥＸＯＲ２８に結合される。

ＶＣＯ３０の出力パルスは、ＣＰによりクロックされ、クロックパルスの立下り 端と同期し、またＥ　Ｘ　ＯＲ２’８に結合される信号パルスＥを与える。かく して、　ＥＸＯＲの出力パルスは、パルスＤとＥの全数に等しい数となる。ＶＣ Ｏ３０の出力Ｆ／Ｆは、Ｓｌ及び５ｌｌｌの部分和であるパルスによってリセノ １〜される。

第５図及び第６図は、夫々〜ＩＣ０３０の実施例のフロ・７り図及び対応するタ イミング図である。真空センサ回路３２は、ここではｎ空センサの出力であるν 　により制御される電流源としで示される。

ＡＣ Ｉ　Ｔ　／　Ｃ＝１２ｔｃｐ　／　Ｃであるから、ただしＴは出力周期、ｔｃｐ はＣＰの周期、ＣはコンデンサＣの絶対値である。Ｔはｔｃｐと電流源の比に直 接比例しく　Ｔ−ｔ、ｃｐ　１．２　／　Ｉエ　）、コンデンサの絶対値および 基準電圧とは、無関係となる。

スロットルスイッチ３４は、ガスペダルの上方（トップ）位置に７＋いて付勢さ れ、エンジンが極めて遅く走り、真空セ２・すがアトノ＼ンスを要求している場 合、最高又は全アドノ＼ンスを取り出すのに使用される。この機能は、米国に□ おける汚染基準（ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ　５ｔａｎｄａｒｄ）に合致するのに役立 つ。若し、任意のスロットルスイッチ回路３４が具えられていれは２回路３４は 、コンデンサＣの充放電を変更すイ）から５〜’ＣＯ３０の比較器の入力に階段 関数か与えられる。コンデ７　′１＋Ｃは、１１セツトパルスこと；こ放電さ釣 、ろから、出力パルスは号１汐ハことにその点に同期化される。ｖＣＯへの他の 入力は、所望するなら他のエンジン又は周囲特性の可変関数又は階段関数の何れ かを与えることが可能であることが理解できる。ｖＣＯに対する他の実施例は若 し、ここに述べた制御関数が利用でき乙なら、使用してもよいてあろう。

かくして１本発明の回路は、エンジン速度アト°ハンス計算とは無関係に所定の 負荷条件に対する一定の遅延角補正を与える。これは。

シＣＯ出力パルス数をエンジン負荷条件に直接比例させることによるためである 。図示され、ここに説明されたＥＸＯＲ回路のＢＲＭ出力（ＲＯ−からの）とν ＣＯ出力とを結合することにより、先行技術のようにパルスをＢＲ−に加算する の−ではなくて、−アドバンス角計算の堅実さくｃｏｎｓｉｓＬｅｎｃｙ　）は 人〔く改善され、特に先行技術において同期の欠如によりスパークタイＮ、７り の゛′ジッタ効果’：　ｊｉｔＬｅ’ｒ　ｅｆｆｅｃｔ）を除去することによっ てエンジンの高速度によｔいて改善される。本発明の回路は、スパークタイミン グにおいて２つまたそれ以上の機能の結合を実行する際に極めて単純化される。

本発明の実施例の他の変形又は変更は可能であり、添付請求の範囲の精神と範囲 を逸脱しないすべてを包含することが意図されている。

１＝）Ｚ　Ｂ ） 呂・Ｅ 、国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．クランク軸回転に応答して第１人力位号を供給する第１人力手段（１４，１ ６，１９）第１人力手段に結合され、クランク軸速度に逆比例する出力カウント を有するカウンタ手段、カウンタ手段の出力に結合され、クランク軸回転当りの パルス数が前記出力カウントの所定械能である第１出力信号を与える第１パルス 供給手段（２４，２６＞　。 振幅か速度ではなくエンジン特性の関数である第２人力手段（３２＞　。 第２人力手段るこ結合され２周波数か第２人力位号の振幅の関数である第２出力 信号を与える第２パルス供給手段（３０）　、第１．第２パルスに結合され、実 質的に第１．第２出力信号パルスレートの和である第３出力信号を与える加算手 段（２８）　、加算手段に結合され。 少なくとも幾つかのエンジン条件下にある加算手段出力信号に応答してエンジン のスパークタイミングを制御する回路手段＜５２＞　、を具備することを特徴と するクランク軸を有するスパーク点火エンジン用の点火アト′ハンス制御回路。 ２、第１人力手段は、クランク軸を検知するセンサを具える請求の範囲第１項記 載の点火アドバンス制御回路。 ３、第２人力手段は、エンジン負荷条件を検知する真空センサを具えろ請求の範 囲第１項記載の点火アＩハンス制御回路。 ４、第２人力手段は、ヌロ／ｌル位置に応答する信号を受信する手段を具える請 求の範囲第１項記載の点火アドバンス制御回路。 ５、第２人力手段は、温度に応答して入力を与えるセンサを具える請求の範囲第 １項記載の点火アドバンス制御回路。 ６、第２パルス供給手段は、電圧制御発振器を具える請求の範囲第１項記載の点 火アドバンス制御回路。 ７、所定速度の上又は下のクランク軸速度に応答して第１．第２所定値を有する スイッチング信号を与える低速度デコーダ（４６）を更に具え、第１所定値は、 計算され、る適当なアドバンス角を可能にし。 第２所定値は、アドバンス角計算なしでスパークを発生させる請求の範囲第１項 記載の点火アドバンス制御回路。 ８、クロック回路（２０）を更に具え、適当なアドバンス角を計算する回路は、 クランク軸回転当りのクロック伝号をカウントするように結合されたカウンタ　 （２２）　、　？・トレン、とし、てのカウンタ出力（８号を受信するように結 合されたメモリ手段（２４）　、及びメモリ手段の出力信号を受信するように結 合されたレート乗算器手段（２６）を具備する請求の範囲第７項記載の点火アド バンス制御回路。 ９、第１人力手段は、第１．第２組の入力パルスを与える第１．第２センサ手段 を具え、各組は、クランク軸回転当り３個のパルス及び一致するただ１対のパル スを具える請求の範囲第１項記載の点火アドバンス制御回路。 １０、第１．第２センサ手段に結合、され、非一致パルスに応答して第１人力位 号を与える第１ラッチング手段（１９）　、第１．第２サン七手段に結合され、 一致パルスに応答して基準信号を与える第１論理手段（１８）　、制御回路の初 期設定に応答゛して第１ラッチング手段の可能化を防止する制御信号を与え、前 記基準信号により不能にされる第１論理手段に結合される第２論理手段（４２， 入力回路）、第１゜第２論理手段に結合され、制御信号りこよりラッチされ、基 準信号によりレリーズされ、その出力は、第１う、チング手段を可能にするよう に結合される第２ラッチング手段（４２，ランチ）、を具える請求の範囲第９項 記載の点火アドバンス制御回路。