JPS5855352B2 - 進角制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、内燃機関の点火時期制御や燃料噴射時期制御
等に使用する進角制御信号を発生する進角制御装置に関
するものである。

近年、公害対策等の要求から、内燃機関の点火時期制御
や燃料の噴射時期制御等の高精度化が叫ばれてきており
、電子回路技術を応用した進角制御装置が採用され始め
ている。

さらに、内燃機関に最適な進角制御を行なわせるために
各種条件から進角値を演算するのに、コンピュータ技術
を用いる場合もある。

このような方式による従来回路の一例を第１図に示す。

第１図において、１は角度信号発生器、１１は図示しな
い内燃機関に取り付けられ、内燃機関と同一回転数また
は、同期した回転数で回転するカム１２は抵抗、１３は
上記カム１１により開閉される接点、１４は電源（図示
せず）に接続された電源線、２は三角波発生回路、２１
は単安定マルチバイブレーク、２２は低域通過フィルタ
、２３は演算増幅器、２４はコンデンサ、２５は抵抗、
２６はスイッチ、３は進角指令信号発生回路、Ａ。

〜Ａｎは進角指令信号、３１はＤ／Ａ変換器、４は比較
回路、５は出力端子を示す。

第２図は、第１図回路の動作説明のためのタイムチャー
トを示す。

第２図において、ａは角度信号発生器１の出力信号、ｂ
は単安定マルチバイブレーク２１の出力信号、Ｃは三角
波発生回路２の出力信号として出力される信号で、演算
増幅器２３の出力端子に現われる出力信号波形、ｄは比
較回路４の出力信号を示す。

次に、第１図に示す従来回路例の動作を、第２図タイム
チャートを用いて説明する。

第１図において、カム１１は内燃機関と同期して接点１
３を開閉する。

この結果、角度信号発生回路１の出力信号は、第２図ａ
に示す如く現われる。

第２図ａに示すように、出力パルス信号間の周期を（Ｔ
）、−周期を２π（ｒａｄ）とする、また、出力パルス
信号の立上り時点が基準の角度となるような角度にカム
１１は取り付けられる。

単安定マルチバイブレーク２１は、角度信号発生回路１
の出力信号パルスが発生した瞬間から時間幅（τ）のパ
ルス信号を発生し、このパルス信号が低域通過フィルタ
２２とスイッチ２６に印加する。

低域通過フィルタ２２に単安定マルチバイブレーク２１
の出力パルス信号列が入力すると低域通過フィルタ２２
の出力には回転数に比例した回転数電圧（ＶＮ）が出力
され、この電圧（ＶＮ）が演算増幅器２３の非反転入力
端子に印加される。

回転数電圧（ＶＮ）は、単安定マルチバイブレーク２１
の出力信号パルスの電圧振幅を（ＶＡ）とすれば■Ｎτ 〒■Ａで与えられる。

演算増幅器２３の出力端子からコンデンサ２４に充電さ
れる電流（Ｉ）はコンデンサ２４の容量を（Ｃ）、抵抗
２５の抵抗値を（Ｒ）とすＶＮ τ れば■−Ｒ−ＲＴ■Ａとなるから、回転数に比例した一
定電流となるため、演算増幅器２３の出力端子の電圧は
回転数が一定な時は、直線的に変化する。

しかも、単安定マルチバイブレーク２１の出力パルス幅
（τ）とコンデンサ２４と抵抗２５により決まる時定数
（ＣＲ）を一致させておけば、演算増幅器２３の出力端
子の電圧は、単安定マルチバイブレータ２１が出力パル
スを出力した瞬間に０（ｙｌから立上る直線上を変化す
る。

スイッチ２６はアナログスイッチと称するもので、制（
財）端子に”Ｈ１ルベルの信号を印加したとき、閉成と
なるから、単安定マルチバイブレーク２１が第２図すの
如く出力信号パルスを発生している間、閉成してコンデ
ンサ２４を放電する。

この結果、演算増幅器２３の出力端子には第２図Ｃに示
す如く三角波信号が得られる。

ここで、演算増幅器２３の出■ 力電圧をＭとするとＶ＝７５ｔで与えられるから、ピー
ク電圧（ＶＰ）はｔ＝Ｔの条件で与えられＶｐＣＲＶＡ
となる。

今τ−ＣＲであるから、ｖＰ■いと一定値となり、回転
数に関係なく一定のピーク電圧（Ｖｐ）になることを示
す。

一方、進角指令信号Ａｏ＝Ａｎは例えばコンピュータ等
で演算された最適値がディジタル信号で与えられるもの
とする。

Ｄ／Ａ変換器３１は、前記のピーク電圧（Ｖｐ）が常に
一定であることから、内部でピーク電圧（Ｖｐ）に等し
い疑似ピーク電圧（ＶＰ’）を発生させ、疑似ピーク電
圧（Ｖｐ′）をレファレンス電圧として、ｎビットのデ
ィジタル値で与えられる進角指令値を進角指令電圧（■
θ）に変換する。

ここに、進角度（θ）は、第２図Ｃから明らかなように
、２π θ−魯（ＶＰ Ｖ１９） として与えられる。

比較回路４は三角波発生回路２の出力信号と、進角指令
信号発生回路３の出力信号を電圧比較し、第２図ｄに示
す如く出力信号を発生し、進角制御信号として端子５へ
出力する。

端子５には点火制御装置や、燃料噴射装置が接続され、
進角指令信号Ａ。

〜Ａｎで与えられた進角度の点で点火あるいは燃料の噴
射が行なわれる。

以上のようにして、第１図装置は動作するが、内燃機関
の回転が急に減少した場合、過渡的に、制御している進
角度が異常に進むことがあり、大きな問題となる場合が
ある。

第３図タイムチャートは、前述の状態が発生する理由を
説明するための図で、第２図と同一記号は同一部分の信
号を示す。

第３図において、時刻（ｔｌ）〜時刻（ｔ４）まで進角
指令電圧（■θ）は一定とすると、時刻（ｔ２）までは
内燃機関が安定に回転しており、進角度（θ１）は、進
角指令電圧（Ｖθ）とθ１一旦Ｖｐ。

（■Ｐｏ−■θ）の関係を保っている。

これは、第２図で説明した状態と全く同一である。

今時側（ｔ２）において、極めて短時間に内燃機関の回
転数が低下したとすると、低域通過フィルタ２２が遅れ
要素であるから、時刻（ｔ２）において、急に回転数電
圧（ＶＮ）が追従しないため、三角波の変化は時刻（ｔ
、Ｘｔ２）の間と同じ傾斜で変化しようとし、結局三角
波のピーク電圧（Ｖｐｔ）は、安定時のピーク電圧（Ｖ
ｐｏ）より大きくなる。

このため、進角指令電圧（■θ）で決まる進角度（θ２
）は進角晩（θ１）より大きくなり異常に進角したこと
になり、正しい進角度（θ１）からの誤差が発生する。

時刻（ｔ３Ｘｔ、Ｅには、回転数電圧（ＶＮ）は安定し
ているとすると、第３図に示す通り、進角度（θ３）は
進角度（θ１）と等しくなり、誤差はなくなる。

このように、内燃機関の回転が急に減少したときに発生
する異常進角は、内燃機関の正常な回転を妨げたり異常
音の発生、異常振動の発生、を引き起こす恐れがあり、
極めて大きな問題である。

本発明は、この点に鑑みなされたもので、角度信号発生
器１の出力信号のデユーティ比で決まる角度間のみを進
角制御可能とする方式を採用することにより、前記欠点
を除去する簡単な装置を提供できるものである。

以下、本発明装置の詳細を説明する。

第４図は、本発明の一実施例を示す回路である。

第４図において、６はゲ゛−ト回路、６１はノット回路
、６２はアンド回路を示す。

なお図中、第１図と同一記号は同一部分または、相当部
分を示す。

第５図は、第４図回路の動作説明のためのタイムチャー
トを示す。

第５図においてｅはゲート回路６の出力信号を示す。

なお図中、第３図と同一記号は、同一部分の信号を示す
。

以下、第４図回路の動作を、第５図タイムチャートを用
いて説明する。

第５図タイムチャートは、第３図と全く同一条件で内燃
機関の回転数が低下した場合の各部の信号を示している
。

第４図において、角度信号発生器１は、カム１１の構造
を変えて、ａに示すようなデユーティ比の信号を出力す
る。

ここに角度（仏）はカム１１の構造で決まるから、第５
図の時刻（ｔ２）（ｔ３）間のように比較回路４から異
常な進角度（θ２）が出力されようとすると、ゲート回
路６の働きにより、角度（θ４）以上の値で進角制御□
□信号が端子５へ出力されることを防止できる。

一般に、制御範囲内での異常進角では、内燃機関の正常
な回転を妨げたり、異常振動を起こすことはないから、
角度信号発生器１の出力信号のデユーティ比で決定する
角度（０４）を、進角指令信号Ａｏ＝Ａｎで与えられる
最大進角と等しくなるようにカム１１の構造を決めれば
、どのような過渡状態でも角度（０４）以上の異常進角
を防止することができる。

実際には、角度（０４）は前記最大進角度よりやや大き
めに、すなわち、所定値だけ大きめに設定しないと、制
（財）範囲を確保できないことがある。

第４図では、角度信号発生器１としてカム１１と接点１
３の組み合せを用いているが、他に歯車と磁石発電機、
歯車と磁気感応素子、スリットをもつ円板と光電式検出
器等を用いた方式であっても、同様にして、その出力信
号パルスのデユーティ比を、使用される最大進角値と略
等しくなるようにしておけば同等の効果があることは説
明を要しない。

また、第４図では、ゲート回路６を比較回路４の後段に
設置したが、同等の効果を得る横取は、特に第４図に示
す方法に限定されない。

例えば、角度（０４）の間のみ比較回路４の非反転入力
端子に三角波発生回路２の出力信号を印加する横取や、
角度（へ）の間のみ比較回路４の反転入力端子にＤ／Ａ
変換器３１の出力信号を印加する横取等が考えられるが
、これもまた詳細な説明をするまでもない。

以上のように、本発明装置は角度信号発生器１の出力信
号のデユーティ比を、制御に使用する最大進角度に設定
することにより、従来の制御装置において内燃機関の過
渡時に異常進角が発生するのに対し、ゲート回路６によ
り前記デユーティ比で決まる角度内に歯止めをかけ、異
常な進角制御信号が発生することを防止することができ
るため、過渡時に発生する異常な進角により、点火時期
制御あるいは、燃料噴射時期制御□□等を行なう内燃機
関に異常回転、異常音、異常振動が発生することを防止
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来装置の一例を示す回路図、第２図、第３
図は、第１図装置の動作を説明するためのタイムチャー
ト、第４図は、本発明の一実施例を示す回路図、第５図
は第４図回路の動作を説明するためのタイムチャートを
示す。 図において、１は角度信号発生器、１１にカム、１２は
接点、１３は抵抗、２は三角波発生回路、２１は単安定
マルチバイブレーク、２２は低域通過フィルタ、２３は
演算増幅器、２４はコンデンサ、２５は抵抗、２６はス
イッチ、３は進角指令信号発生回路、３１はＤ／Ａ変換
器、４は比較回路、−６はゲート回路、６１はノット回
路、６２はアンド回路を示す。 なお、図中、同一符号は同一部分または、相当部分を示
す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 内燃機関の回転角度の基準点を検出する角度信号発
   生器、前記角度信号発生器の出力信号間におい゛て直線
   的に変化する信号を発生する三角波発生回路、前記内燃
   機関に要求される進角値を発生する進角指令信号発生回
   路、前記三角波発生回路の出力信号と前記進角指令信号
   発生回路の出力信号を比較し、進角制御信号を発生する
   比較回路、前記比較回路の出力信号と前記角度信号発生
   回路の出力信号とを入力とするゲート回路を備え、前記
   角度信号発生回路のもつ出力信号のデユーティ比を前記
   内燃機関に要求される最大進角値と等しい値または前記
   最大値より所定値大きい値に設定したことを特徴とする
   進角制御装置。