JPS594549B2 - 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比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、２
１は単安定マルチバイブレータ、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
は単安定マルチバルブレータ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Ｔ１
−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タ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タ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、■Ｎ−〒ｖＮ
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Ｎ をＣ１抵抗２５の抵抗値をＲとすればＩ＝Ｔ＝Ｒ”ＴＶ
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ク２１が出力パルスを出力
した瞬間に０〔Ｖ〕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、制御
端子に”Ｈｊｌレ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■とするとＶ−”
をＣ 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■Ｐ−而■面となる。

今τ＝ＣＲであるから、■Ｐ＝■Ａ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Ａ。

−Ａ、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■′Ｐを発生させ、疑似ピーク電圧Ｖ′Ｐ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Ｖθ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、２
π θ二匹（ＶＰ ＶＯ）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
の回転が急に低下した場合、過渡的に進角度が異常に進
むことがあり、大きな問題となることがある。

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ｔ１〜ｔ４間は進角指令電圧Ｖθ
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２π 令電圧■θとの間にθ１−６（ＶＰ−Ｖθ）の関係を保
っている。

この状態は、第２図で説明した状態と同じである。

今、時刻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は遅れ要
素であるから、時刻ｔ２において急激に回転数電圧ＶＮ
が追従しないため、三角波の変化は時刻ｊｌｔｔ２の間
と同じ傾斜で変化し始める。

この結果、三角波のピーク電圧ＶＰｔは安定時のピーク
電圧Ｖｐ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
角度θ１より大きくなり、異常に進角したことになる。

ここに発生する進角度θ１と進角度θ２との差は内燃機
関の回転の低下の割合が大きいほど、広がり、ますます
進角することになる。

時刻ｔ３．ｔ４間では、回転数電圧ｖＮが安定している
とすると、第３図に示すように、ピーク電圧Ｖｐは安定
状態に復帰しており、進角度θ３は進角度θ□と等しく
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るばかり
でなく異常音、異常振動を発生することがある。

さらには、内燃機関の回転が強制的に停止させられる恐
れもある。

本発明は、この点に鑑みなされたもので、角度信号検出
器を２個設けて、一方の角度信号検出器の出力信号を基
準に進角制御を行ない、他方の角度信号検出器の出力信
号で最大進角値に歯止めをかけることにより、前記欠点
を除去しようとするものである。

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図である。

第４図において、６は角度信号検出器、６１はカム、６
２は抵抗、６３は接点、６４は電源（図示せず）に接続
された電源線、７はフリップフロップ、８はゲ゛−ト回
路、８１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を示す。

第５図は、第４図回路図の動作説明のためのタイムチャ
ートを示す。

第４図において、ｅは角度信号検出器６の出力信号、ｆ
はフリップフロップ７の出力信号、ｇはゲート回路８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出力信号を
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４図において、角度信号検出器６は角度信号検出器１
と同一構成のもので、第５図ｅに示すように、角度信号
検出器１の出力信号に比べて、角度θ。

だけ進角した点に出力信号を発生するように、角度信号
検出器１と同一場所に角度差θ。

をもって取り付けられている。

フリップフロップ７のセット入力端子には角度信号検出
器６の出力信号が、またリセット入力端子には角度信号
検出器１の出力信号がそれぞれ印加されるから、フリッ
プフロップ７の出力端子には第５図ｆに示す信号が現わ
れる。

比較回路４は、第１図の場合と同様に三角波発生回路２
の出力信号と、進角指令信号発生回路３の出力信号であ
る進角指令電圧Ｖθを比較し、出力信号をアンド回路８
１の一方の入力端子に印加する。

アンド回路８１の他方の入力端子には、フリップフロッ
プ７の出力信号が印加されている。

今、第５図タイムチャートは第３図タイムチャートと同
じ状態を示しているから、時刻１２．１３間には、比較
回路４の出力端子に現われる信号が進角値θ２を指示し
、異常に進角しているが、アンド回路８１の出力端子に
は、第５図ｇに示す如く、角度θ。

以上の進角制御信号は現われない。

内燃機関の回転の低減率が大きくなるほど比較回路４の
出力信号は、進んだ角度を指示するが、アンド回路８の
出力信号は、角度θ。

以上にならない。

今、角度θ。

を、進角制御範囲内の最大進角値に等しく設定しておけ
ば、過渡状態においても異常に進角することはない。

第４図においては、角度信号検出器１，６として、カム
と接点の組み合せを用いたが、池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
器等の組み合せであっても問題はない。

また、第４図では、ゲート回路８を比較回路４の後段に
設置したが、同等の効果を得る構成は、特に第４図に示
す方法に限定されない。

例えば、角度θ。

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ゲート回路８の構成方法が考
えられるが、いずれも、角度θ０の間のみ比較回路４の
出力信号が出力端子７に送出されるようにしたもので、
同様にすれば、他にも構成方法があることは容易に考え
られる。

以上のように、本発明は、角度信号検出器を２個用い、
各角度信号検出器１，６の出力信号量角度θ。

を、最大制御進角値と等しく設定し、角度θ０の範囲外
の進角制御信号が出力されないように構成したゲート回
路などの手段により最大進角度を歯止めすることにより
、内燃機関の急な回転低下時の異常進角を防止できるか
ら、内燃機関の異常振動、異常音の発生を防止でき、安
定な回転を維持させることができる過渡特性の優れた進
角制御装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来例を示す回路図、第２図、第３図は第１
図回路の動作説明の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
作説明の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はカム、１２は
抵抗、１３は接点、１４は電源線、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、３
１はＤ／Ａ変換器、４は比較回路、５は出力端子、６は
角度信号検出器、６１はカム、６２は抵抗、６３は接点
、６４は電源線、７はフリップフロップ、８はゲート回
路、８１はアンド回路を示す。 なお、各図中、同一記号は同一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となる第１の角度を検出
   する第１の角度信号検出器、前記第１の角度より一定角
   度進角した第２の角度を検出する第２の角度信号検出器
   、前記第１の角度信号検出器の出力信号間に於て直線的
   に変化する信号を発生する三角波発生回路、前記内燃機
   関の制御に必要な点火進角度あるいは、燃料の噴射進角
   の進角値を決定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
   信号とを比較する比較回路、前記第２の角度と第１の角
   度間に於てのみ前記比較回路の出力信号を出力せしめる
   手段を備え、前記第２の角度が最大進角値と等しくなる
   ように設定したことを特徴とする進角制御装置。