JPS59128975A - 内燃機関用点火エネルギ制御装置 - 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】 本発明は内燃機関用点火制御装置に関し、点火コイル２
次側電流通電時間を栓出し機関の運転条件によりあらか
じめ設定した点火Ｌ−ドになるように点火コイル１次電
流を制御させる点火］−ネルギ制御型点火装置口Ｆ］す
る。

従来この種の点火装置の点火＝１イル１次側通電時間は
点火コイル及びイグナイタの熱負荷を検出することによ
り制御していた。これは運転条件に応じて本来機関が欲
求している燃焼に必要な点火入力エネルギを供給してい
るとは限らないので、高負荷時に未燃焼を生じたり、軽
負荷時に必要以上に点火入力エネルギを供給したりして
不経済である等の問題がある。

本発明はこの問題点を解決しようとりるもので、機関回
転速度や負圧等の運転条件に応じた最適点火入力エネル
ギを供給覆るだめの点火エネルギ制Ｗ装置を提供する。

本発明の好ましい実施態様によれば、内燃機関の点火コ
イル２次側回路に順方向に直列に発光素子を接続した発
光素子の光信号を受光素子に受り再び電気信号に変換し
て点火コイル２次側通電期間を検出する検出手段を有し
、内燃機関回転速度に同ｔｉｌｌ　Ｌ、で発生される点
火基準信号を入力し、機関回転速度、負ＬＩＸ等σ？運
転条（’ｔに応じて予め設定記憶されｌご通電期間設定
値をその都度読み出しく前記通電期間検出値とを比較演
算する演Ω部を具備し、この演算結果に応じて定電流駆
動される前記点火−１イルの開角度を制御りることによ
り点火コイル入力エネルギを制御する内燃機関用点火入
力エネルギ制御Ｈｍが提供される。

本発明ににれば点火コイル２次側の通電期間を表わづ通
電信号を光電的に検出しているので、検出通電信号に混
入される点火ノーｒズを減少づることが出来る。また、
点火」イル２次側通電時間がソフトウＬアーで容易に設
定できるためＩ雪間ＩＱに燃焼に必要な最適点火入力エ
ネルギーを供給できる。しかｂ装首の構成部品が安値で
あり、機関の改造を必要としない、中載用点火入力エネ
ルギ制御型点火装置を１１？供できる。

以下図面を参照して本発明実施例を説明する。

第１実施例を承り第１図に於て、１は図示しない内燃機
関の所定角度１■に突起を有するシグプルロ゛−夕であ
り、強磁性体祠料である。２は永久磁石にＩＩイルを巻
き前記シグナルロータ１の突起の回転角位置の信号を出
力する電磁ピックアップであり、点火信号（８）を出力
する、３は電１Ｎピックアップ２の信号を人力し、検出
器５の信号により補正を行ない、点火コイル４を駆動す
るイタプイタである。３１は電磁ピックアップ２から出
力される点火信号（ａ）の波形を整形づる整形部である
。３２は整形部３１ぐ波形整形された点火信号に検出部
５よりの信号で補正を行なう演算部であり、周知の１チ
ツプマイクロ］ンビコータであり、例えば富士通孔のＭ
　［３Ｌ　６８０１　Ｗ　Ｚである。

さらに説明すると波形整形部３１の出力信号■をマイク
ロコンピュータのインブッ１〜キャブヂ１７割込み用ボ
ートに結線し、（Ｌ）一方検出部５の出力信号■をマイ
クロコンピュータの別のインプットキャブヂャ割込み用
ボートに結線し、マイクロコンビ−Ｌ−夕のアウトプッ
トコンベア用ボー１−から定電流増幅部３３に出力づる
構成である。３３は点火コイル４を駆１ＦＩＩ′１Ｊる
定電流型増幅部である。４は周知の点火＝コイルである
。、５は点火コイル４の続している発光素子（例えば梵
光ダイ副−ド）である。５２はダイオードで光尤素子と
は逆方向に接続している。５３は二１ンデン４ノで発光
素子と並列に接続している。５４は光ファイバで発光素
子５１の光出力を伝送して受光素子５５に送る。受光素
子５５は伝送された光信号を川び電気信号に変換する。

５６はｔ１荷抵抗器である。５７はバラノア−回路であ
る。５８は受光素子５５に一定電圧を供給する定電ＩＦ
部である。６は周知の機械式の高電圧分配器である。６
１．６２．６３．６４は高電圧分配器６の各電極（Ｎｏ
　１〜Ｎｏ／Ｉ）から内燃機関の各点火栓７１〜７４に
接続される高電圧二」−ドである。、７は周知の点火機
構であり、図示しない内燃１幾関の各気筒用の点火栓７
１〜７４を右Ｊる（例えば４気筒エンジンでは４木の点
火栓をイｊする）。

第２図は第１図の実施例の各部電圧波形■〜■及び演算
部３２の内部電圧波形■〜■のタイムチト−トである。

図示しないキースイッヂを閉じるどＶ８　とＧＮＤ端子
間に（１２Ｖ直流電圧が印加され、以下回路が起動され
る。次にスタータを始動させるとシグナルロータ１が回
転し、ｍ　Ｇｌｋピックアップ２に第２図の■信号を出
力する９、イタ−）−イタ３の整形部３１で波形整形し
て第２図の■信号を出力覆る。本信号が基本点火信号で
あり、この信号は演算部３２で検出部５の出力の■信号
を用いて補正される。演算部３２により補正された出力
信号は第２図のＯ信号となる。演界部３２の作用は慢に
記す。定電流型増幅部３３は演算部への出力信号のＯＮ
期間点火コイル４を通電さ１する働きがある。点火コイ
ル４は１−０葡のため通電してもただちに所定電流が流
れなく、点火コイルの持つ時定数できまる。その様子を
第２図の■信号に示づ。又、演ｑ部３２は前記ＯＮ期間
が長くなってし点火」イル４に所定電流以上電流が流れ
ない保護作用を有する。次に点火コイル４の２次側電圧
波形を第２図■に示ず。点火コイル４の１次側に流れて
い／ｊ雷電流しゃ断すると２次側に電圧が誘起され、点
火機構７が火花放電している間は点火コイル２次側に電
流が流れ、当然発光素子５１にも通電しており、発光素
子５１は発光を開始Ｊる。点火機構７の火花放電が停止
づると発光素子５１も発光を停止する。発光素子５１よ
りの光１８号は光ファイバ５４を介して受光素子５５に
導かれて電気信号に変換され、該電気信号はバラノア５
７で波形整形されて第２、億−の■信号となり、点火コ
イル４の２次側電流の通電期間を示す通電信号を出力り
る。つまり検出部５は点火二１イル４の２次側電流の通
電期間である点火ｒＡ構７の火花放電期間を検出する働
きを有り。

点火機構と電気的に絶縁された状態で補正用の■信号の
検出を可能どりる光ファイバ５４は受光索子５５側に点
火ノイズが混入して生じｉりる誤動作を防止りる触さが
ある。

ダイオード５２、コンデンサ５３は発光素：ｒ−５１の
素了破地を防止する灼きを有ず。抵抗５６は受光素子５
５のｃ１夕１抵抗で、定電圧諒５８は受光素子５５への
電源を供給Ｊる劉Ｊきを１１寸。

演算部３２の演幹内容を第５）図の動作流れ図で説明づ
る。５１０はメインルーチンである。

５１１は演算スターＩ−貞である。５１２は初期ルーブ
ーンであり、ＲＡＭの初期化及び割込み設定を行なう。

５１３は吸気負圧データ入力ルーチンで図示しない周知
の半導体型の吸気負圧センサをΔ／川）変換器によりデ
ィジタル量に変換した後のデータを入力づるルーチンで
ある。５１４は内燃機関の回転数演粋ルーヂンであり、
割込み時刻記憶ルーチン５２２で求めた第２図の■信号
の立下りの１周期の時間より内燃機関の回転数を演ｎづ
るルーブ−ン、である。５１５は通電期間読み出しルー
チンであり、内燃機関の吸気負圧ど回転数により予め設
定しである表より補間法を用いで点火コイル通電期間を
読み出づルーチンである。５２０は割込みルーチンであ
る。５２１は割込みスター１ヘルーヂンであり、第２図
の■信号の立下リエッヂ及び■信号の立上り、立下り１
ツヂにより割込みすると木ルーヂンよりスタートｊる。

、５２２は割込み時刻記憶ルーブーンであり、割込みス
ター１−ルーチン５２１に割込／νで来た時刻を記憶す
るルーチンである。５２３（よ割込み人力チェックルー
チンであり、第２図の■信号の、立下りエッヂにより割
込みが発イトした場合５２８ルーチンに進み、第２図の
■信号により割込みが発生した場合５２４ルーチンに進
む。５２４はＪ−ツヂチェックルーチンであり、第２図
の■信号の立上りＪツーヂにより割込みが発生した場合
は５２５ルーチンに進み、第２図の■信号の立下りエッ
ヂ（、二より割込みが発生した場合は、５２６ルーチン
に進む、、５２５はエッヂ明石えルーチンであり、木ル
ーチンの動きは第２図の■信号の立下り］−ツヂにＪ：
り割込みが発生できるようにすることである。５２６は
第１図の検出部５で検出した点火コイル２次側通電信号
である第２図の■信号の点火コイル２次側通電＋１ｔｌ
１間を測定検出１゛るルーチンであり、前記した５２２
ルーブンで記憶した■信号のｔｔ上りエッヂの時刻から
立下りコーツヂの時刻の差を求めるルーチンである。５
２７は土ツブ゛切替えルーチンで゛５２５ルーヂンのＳ
きと逆に第２図の■（ス号の立」−リＪツブにより割込
みが発生できるＪ：うにづることである。５２８は点火
時＋１１１出カルーチンであり、第２図、ｐ■（ｇ号の
立下り時期を出力りる。

５２９は通電期間ブ［ツタルーチンであり、５１５ルー
ヂンで求めた通常開［ｌ【設定値と５２６ルーヂンで求
めた通電期間検出値を比較し、設定舶≧検出値の一場合 ５３０ルーチンに進み、設定値〈検出値の場合５３１ル
ーヂンに進む。第２図の■４ｎ＠が５２９ルーチンの比
較結果を示したちのＣあり、１１１１＋レベルである１
“１　、Ｔ　３期間が設定ｆｌｆｉ≧検出値、ＩＩ　Ｏ
Ｉ＋レベルであるＴ２期間が設定値〈検出値である。、
５３０は第２図の■信号の１１１１＋レベルである実通
電期間に八を時間増加づるルーチンである。５３１は５
３０ルーヂンとは逆の働きで実通電期間をΔを時間減少
づ゛るルーチンである。

５２９．５３０．５３１のルーチンにＪ：リフ−イード
バック系を形成Ｊることで内燃機関の運転条イ′１によ
り予め設定した通電期間と実際の通電期間の平衡を制御
できる。５３２は遅れ時間出力ルーチンであり、５３０
．５３１ルーブーンで求めた実通電期間を第２図の■信
号の立下りｌｉｔ期からの遅れ時間に変Ｊ！ｉｔ！　ｔ
ｌるルーチンである。５３２ルーチンにより第２図の■
信号の、立」ニリ時期が求められる。

５３３はリターンルーヂンであり、割込みルーチン５２
０柊了竣、メ・インルーヂンに復帰づるため処理を行な
う。又、第２図の■信号は割込みルーチン５２０の演算
時間を示り。以上まとめると内燃機関の運転条件（回転
数、吸気４圧）と対応して点火機構７の所望の通電（火
花放電）期間設定値が予め記憶されているのを運転条件
に従って読み出゛す。他方に於（−検出部５′ｃ検出し
た点火二」イル２次側通電信号である■信号を演算部３
２に入力して通電期間を測定検出りる。読み出し設定（
「１と検出値とを比較して設定値≧検出値と判断される
場合は点火コイル４０１次側通電＋ＩＪ間を所定隼延長
し、設定値〈検出値と判断される場合は点火コイル４の
１次側通電！１１Ｊ間を所定巾λ（Ｉ縮りる演９を行に
【う。

又、検出部５よりの通電期間検出値を多く→ノンプルし
その平均箱と設定値を比較するような統５！的手法でも
同様な作動をづる。

以上のように点火コイル２次側回路に順方向に直列に接
続した発光素子の光信号を受光素子に受りて２次側電流
通電信号を検出し、演算部に入力し通電期間値を求め、
運転条件をパラメータとして火花放電期間が予め設定し
である設定値と比較して、その演算結果により点火コイ
ル閉角度を制御づることで点火コイル入力エネルギを制
御しているため内燃機関の燃焼に適した点火コイル入力
１ネルギを供給でき、点火コイル入力エネルギの右φＪ
ｊ！りな利用ができるという効果がある。

又、点火コイル２次側“電流通電信用を検出しているた
め燃焼状態を直接検出するタイプと異なり内燃Ｉｌｒ！
Ｉのシリンダブロックの穴加工等をしないため装置の構
成が容易であるという効果もある。

第２実施例を第３図で説明する。第１実施例と胃なる箇
所のみ説明りる。同−参照符丹は同様な部材を示ｆｆ、
３００はイタナイタ部であり、３２０は演ｎ部である。

第１実施例と異なる主なｓ：、ｔは各気筒の高電圧分配
器と点火栓の接続より成る点火栓放電回路に通電信号検
出部を設りて各検出通電信号を演算部に入力している構
成にある。ざらに説明覆ると、図示しないが演算部３２
０はマイクロコンピュータ（例えば富士油料のＭＢＩ−
６８０１ＷＺである。）と各気量毎の通電信号検出部よ
りの各検出通電信号をマイク［］ココンピコ−のｉ１０
ボートに受（）、さらに前記した各検出通電信号を人力
して論理和する４人力ＯＲ回路を有し、その出力信号を
マイク［１］ンビ１−夕のインプットキャブヂ１７割込
み用ボー（−に結線し、他方波形整形部３１の出力信号
■をマイクＤ　Ｔ、ｌンピュータの別のインフッ１−キ
ヤプヂＶ割込み用ボー１〜に結線し、マイクロコンビニ
Ｌ−夕のアラ１〜プツトコンベア用ボートから定電流ハ
１１増幅部３３に出力Ｊ°る構成である。

即ち５は第１図に承りものと同じ構成の検出部であり、
各気筒の点火栓と高電圧分配器の各側面電極（Ｎｏ　１
〜ＮＯ４，）間に直列に接続される。

６１−８４はＢ電圧分配器６の側面電極から各検出部５
を介して各気筒の点火栓７１−７４を結線づる高電圧用
コードである。第４図は第３図の第２実施例の各都電圧
波形、及び演算部内タイムチャートである。図中＃１〜
＃４は気筒番号を表わｖＢ　端子とＧＮＤ間に＋１２Ｖ
直流電圧が印加され、以下回路が起動される。次にスタ
ータを始動させるとシグナルロータ１が回転し、電磁ピ
ックアップ２に第４図の０１８号を出力する。イタノイ
タ部３００の整形部３１で波形整形して第１図■信号を
出力覆る。本信号が基本点火信号であり、この信号は演
算部３２０で検出部５の出力信号を用いて補正される点
火＝１イル１次側の通電１！１１間を制御する演算部３
２０の出力信号を第４図の■に示−４゜第４図の■信号
は定電流型増幅部３３で点火コイルを駆動したときの駆
動電流波形（第２図の■波形に相当）を示り。点火コイ
ル４の１次側に流れていた電流をしゃ断りると２次側に
電圧が誘起され、商電圧分配器６で分配され、各気筒の
点火栓７１−７４に達し、絶縁破壊にＪ、り点火栓に火
花放電が生じる。第４図の■、■、■、■は各気筒の点
火栓の電圧波形を示′？ｌ’　、各気筒の点火栓にＪ３
ける／１９．電明間を検出部５Ｃ・検出し、第４図の■
、■、［相］、０に示Ｊ通電信号を演Ｑ部３２０に出力
づる。次に第６図に示り°動作流れ図にで演算部３２０
の制御内容を説明する。第１実施例と異なる箇所のみ説
明し、同一参照１１号は同様な働きを承り。６１５は気
筒別通電期間読み出しルーチンであり、内燃１幾関の吸
気（′４圧と回転数により気筒別に予め設定しある表か
ら補間法を用い−Ｃ点火コイル通電ｔｌＪＩ間を読み出
り゛ルーチンである。

６２６は気筒別点火］イル２次側通電１１１１間も１測
ルーヂンであり、通電信号検出部５よりの第３．４図の
■、■、■、■イを号で承り通電時間検出信号の゛１″
レベルの期間をｔ！測し、各気筒毎にＲＡＭに記憶する
ルーチンである。６２９は気筒別通電期間ヂ」、ツタル
ーヂンであり、６１５ルーヂンで求めた気筒別通電期間
設定賄と６２６ルーブンで求めた気筒別通電期間目測ｆ
ｉｒｆを比較し、設定値≧胴側値の場合５３０ルーチン
に進み、設定値＜　ｉｔ測値の場合５３ルーチンに進む
。まとめて説明すると演算部３２０内には予め運転条件
と対応して気ｎ毎に火花放電期間に相当づる設定値が記
憶されている。各気筒から入力した通電信号■、■、■
、■の゛１′ルベルの期間をｔ１測検出づる。

他方その時の運転条件に対応する設定値を読み出して前
記ｈ１測検出値と比較する。そのタイミングを第４図の
・に示す。ｎｌの点火期間の第１気筒＃１において読み
出し設定値と４測検出ｈｎを比較して設定ＩＣ≧削測検
測検出値合はｎ２期間の第１気筒＃１の点火に供覆る入
力■、ネルギを増加ジる・ために点火コイル４の１次側
通電期間を長くする制御を行なう。設定値〈４測検出値
の場合は第２明間の第１気筒＃１の点火に供づる入力エ
ネルギを減少乃るために点火コイル４の１次側通電期間
をり、０くする制御を行なう。以上のように第３、第４
、第２気筒についてもそれぞれ同様に制御を行□なう。

胴側検出（１ｒ１を多くリンプルしその平均値と設定値
を比較するＪ、うむ統目的手法Ｃも同様な作動をする。

又、検出部５の通電信号■、■、［相］、■は各気筒の
点火栓７１−７４の火花放電電流の有無を検出している
ため動作気筒を検出づ−ることも可能である。

次に第１気筒の通電（ＩＴｉ号■ど第３気筒の通電信号
■と第２気筒の通電信号■を演算部３２０に入力しＣい
るため、第１気筒の通電信号■の次に第３気筒の通電信
号■が発生ずるか第２気筒の通電信号■が発生づるかを
判断づることで内燃１幾関の回転方向も検出できる。

以上本実施例ではｒ：、Ｉ火口イル２次側回路の各気筒
の点火栓側に順方向に直列に接続しｌ（発光素子の光信
号を受光素子に受けて２次側通電信号を検出し、演算部
に入力し各気筒の通電期間を４測し、内燃機関の運転条
ｆ１により各気１；１１毎に火花放電Ｉ１１」間が予め
設定しである設定値と比較１）で、その演紳比較結果に
、ｌζす、合気ｉｎに対応した気筒の魚火入力Ｊネルギ
に供−４７１／こめの点火コイル１次側通電明間を制御
しＣいるため、運転条４′ｌに応じて各気筒の燃焼に適
した点火コイル入力エネルギを供給でき、点火コイル人
力１ネルギの有効的な利用ができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の回路図を示し、第２図は
同回路の要部の信号波形タイミング図であり、第３図は
第２実施例回路図を示し、第４図【、Ｌ同回路の要部の
信号波形タイミング図であり、第５図（Δ）、（Ｂ、）
は第１実施例内の演算部３２の動作流れ図であり、第６
図＜Ａ）、（Ｂ）は第２実施例内の演算部３２０の動作
流れ図である。 ３：イタＪイタ、３１：波形整形部、 ３２．３２０：演算部、３３：増幅部、４；点大コイル
、５：検出部、５１：発光素子、５４：尤ファイバ、５
５：受光素子、 ７：点火機構、７１７４：点火栓 代理人　　浅　利　　皓 外４名

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　内燃Ｉ層間の点火コイルの２次側の通電期間を
   光電的に検出し、ＩＩＰＩ運転条件に対応して予め記憶
   された通電期間設定値をＩ！！ｉ！ｌ運転条件に従って
   読み出して検出値と比較し、読み出し設定値≧検出値に
   際しては点火」イル閉角度を拡大し、読み出し設定値〈
   検出値に際しては点火コイル閉角度を縮小する内燃機関
   用点火１ネルギ制御装置。
2. （２）　各気筒の点火栓放電回路に設けられた発光素子
   及び受光素子を右づる特許請求の範囲第１項の装置。
3. （３）　各気筒１Ｕに点火栓の火花放電を検出して機関
   の回転方向を演粋する特許請求の範囲第１項の装置ｉＯ