JPS5996479A - 電子式点火制御装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、内燃機関の点火進角制御を電子的如行なうよ
うにした点火制御装置に係り、特にクランク角度センサ
を用いないで点火位置や通電時間の制御が精度良く行な
い得るようにしたディジタル式点火制御装置に関する。

〔従来技術〕

ガソリンエンジンなど電気点火方式の内燃機関において
は、その点火時期の制御がエンジンの性能や運転状態を
太き（左右する重要なファクタとなっており、そのため
、精度の良い点火制御はエンジンの制御に不可欠な要件
となっている。

この点火制御は、エンジンのクランクが上死点にあると
きからの進み角度を制御することにより行なわｒるのが
ほとんどなので、一般的には進角制御とも呼ばれ、古く
はガバナや吸入管負圧を用いたバキュームアドバンサな
どメカニカルな方式の制御装置が主として用いられてい
たが、近年、電子的に点火時期の制御を行なうよう圧し
たシステムが開発され、メカニカルな方式にならんで使
用されるようＫなってきた。

そして、この電子式点火制御システムとしては、まずア
ナログ方式のものが用いられるようになってきたが、こ
のアナログ方式では、エンジン性能に対する要求が厳し
くなって多種多様化する進角特性に充分対応するのが困
難で、その制御精度にも限界がＭｌられるよう釦なり、
これに応じてディジタル方式のものが使用されるように
なってきた。

ところで、このディジタル方式の点火制御装置如も、秤
々の方式のものが知られているが、その一つに１クラン
ク角度信号を用い、この信号単独で、或いはそれに時間
を併用して点火時期の制御を行なうようにした方式のも
のが知られている。

しかして、この方式によれば、高精度の制御が可能にな
る反面、クランク角度信号を得なければならないためセ
ンサや信号整形回路が複船になってコストアップとなり
易いとい５欠点がある。

そこで、例えば特開昭５０−８５７２５号公報に記載さ
れているよ５に、クランク角度信号を用いないで時間だ
けで点火制御を行なうようにしたシステムが知られてい
る。しかしながら、このシステムでは、点火コイルに対
する通電開始位置だけを演算回路で算出し、逆電時間を
一定に保つことにより点火位置が決定されるようＫした
方式であるため、エンジンの回転速度が変化するにした
がって点火位置も変化してしまい、正しい点火タイミン
グが得られないという欠点があった。

また、同様に、クランク角度信号を用いず、時間だけで
点火制御を行なうよう圧したディジタル電子式点火シス
テムとしては、例えば、クランク回転角位置の１８０度
又は３６０度の基準位置（クランク基準位置）ごとに信
号を得るようにし、この信号の間隔を測定してエンジン
回転速度を検出し、に うして検出したエンジン回転速度に基づいて点火位置を
演算し、その演算結果が所定値に達したときに点火を行
なわせるようＫしたシステムも知らｎ、ている。

しかしながら、このシステムにおいても、上記した演算
時間中にエンジンの回転速度に変化があると点火位置が
狂ってしまうため、回転速度変動の大きなエンジンでは
高精度の点火制御が困難であるという欠点があった。

〔発明の目的〕 本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を除き、エン
ジン回転速度変動が大きいときでも常に高精度で点火位
置、通電時間の制御が行なえ、多種多様な進角特性に容
易に対応できるようにしたディジタル方式による電子式
点火制御装置を提供するにある。

〔発明の概要〕

この目的を達成するため、本発明は、クランク基準位置
からの信号によりエンジン回転速度の検出と同時に基準
点火位置の演算を行なう第１０演Ｘ器と、エンジンの運
転状態に応じて上記基準点火位置に対する補正量をエン
ジンの回転と無関係釦一定の周期ごとに演算する第２の
演算器とをそｎぞれ独立に設けた点を特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明による電子式点火制御装置の実施例を肉面
について説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すブロックＮで、図にお
いて、１はアナログ出力を発生するセンサ、２はディジ
タル出力を発生するセンサ、３はクラｙ　り’Ｍ　ｆｌ
ｉ　位ｆｔセンサ、４はコントロールユニット、５ｉＬ
ａ火コイル（イグニッションコイル）、６はアナログ信
号整形回路、７はディジタル信号整形回路、８はクラン
ク基準位置信号整形回路、９はＡ　／　ｎ変神器（アナ
ログ・ディジタル変換器）、１（Ｎｚ１１０（ディジタ
ルインプットインターフェイス）、１１はＣＰＬＪ（セ
ントラループロセッシング・ユニット）、１２は第１の
演算器、１３は出力回路、１４はＲＯＭ　（リード・オ
ンリ・メモリ）、１５はＲＡＭ（ランダム−アクセス・
メモリ）、１６は第２の演算器、１７．１８はラッチ、
１９．２０はカウンタ、２１．２２はコンパレータ、２
３はＦＦ（クリップ・フロップ）である。

センサ１はインテーク・マニフオールドの負圧を検出す
る吸気負ｆＥセンサ、エンジン温度又は冷却水温を検出
する温度センサ、絞り弁開度を検出するセンサなどのア
ナログ出力を発生する複数のセンサ全体を示している。

センサ２はスタータの回転を検出するスタータスイッチ
、ギヤがニュートラルにあるか否かを検出するニュート
ラルスイッチ、２輪車などにおける車両の転倒を検出す
る転倒スイッチなどディジタル出力を発生する複数のセ
ンサ全体を示している。

クランク基準位置センサ３はエンジンのクランクが所定
の基準位置にあることを検出してクランク基準位置信号
を発生する働きをする。

コントロールユニット４は制御回路全体を表わしている
。

点火コイル５は周知のものである。

整形回路６はセンサ１からの各種のアナログ信号をそれ
ぞ１１個別に処理し、Ａ／Ｉ）９でディジタル化してＣ
ＰＵ１１に入力させる働きをする。

整形回路７はセンサ２からの各種のディジタル信号をそ
れぞｒ個別にパルス整形し、ｌ１０ｉＯを介してＣＰＵ
１ｊに入力させる働きをする。

整形回路８はクランク基準位置センサ３からの信号を処
理し、その正方向信号ａＫ応じてパルスｐａを、そして
負方向信号すに応じてパルスｐｂをそｆぞｔ発生し、ｌ
１０１０を介してＣＰＵ１１に入力させると共に、演算
器１２のカウンタ１９，２０に入力させる働きをする。

第１の演算器１２は、補正データＣ２１）が与えられる
ランチ１７．１８、パルスｐｂＫよってリセットさｎる
と同時にカウント開始して所定の周波数の第１のクロッ
クＣＬ、のカウントを行なうカウンタ１９と、パルスｐ
ａＫよりデータＣを初期値としてカウント開始して所定
の周波数の第２のクロックＣＬ２０カウントを行ない、
パルスｐｂによってカウント停止すると共にリセットさ
れるカウンタ２０と、カウンタ１９のカウントデータＡ
と補正データＤを比較するコンパレータ２１と、カウン
タ１９のカウントデータＡとカウンタ２０のカウントデ
ータＢとを比較するコンパレータ２２、それにコンパレ
ータ２１の出力でセットされコンパレータ２２の出力で
リセットさｎるＦＦ’２３からなり、エンジン回転速度
を検出してそれに基づいて点火位Ｕの演算をクランク基
準信号が発生するごとに、つまりエンジン回転に同期し
て行なう働きをする。

第２の演算器１６はＣＰＵ１１、プログラム格納用のＲ
ＯＭ　１４、データ格納用のＲＡＭ　１５からなるマイ
クロコンピュータを含み、センサ１〜３から取り込んだ
信号により補正データＣ，］’）の演算を所定の一定周
期ごとに行ｔｃう働きをする。

なお、出力回路１３はパワートランジスタなどを含み、
Ｔｉ”　Ｆ　２３の出力に応じて点火コイル５に電流を
供給する働きをするものである。

次に、この実施例の動作を第２図のタイミングチャー）
Ｋよって説明する。

エンジンが回転すると、そのクランクが所定の基準位置
に達するととに１この基準位置の近傍で第２図（イ）に
示すような信号ａ、ｂが対になって発生し、こ扛により
整形回路８は信号ａＫ応じて第２図（ロ）に示すパルス
ｐａを、そして信号すに応じて同図（ハ）に示すパルス
ｐｂをそれぞれ発生する。

なお、この実施例では、信号ａ、ｂがクランク基準位置
センサ３から発生されるタイミングをそｎぞ扛最太進角
位置ｍａｘと最小進角位置ｍｉｎに装置ｍｌｎを表わし
ていることになる。

こうして発生したパルスｐａとｐｂは一方では第１の演
算器１２に送られ、上述のように２つのカウンタ１９，
２０に与えられると共Ｋ、他方ではＩ／１）１０を介し
て第２の演Ｔ器１６のＣＰＵ１１に取込まｎる。

まず、カウンタ１９はノ々ルスｐｂによりリセットさｎ
た上でカウント開始するから、そのカウントデータＡは
パルスｐｂの立ち上りに応じてゼロの傾斜（カウント数
値の立ち上り速度を表わす）で立ち上ってゆき、次のパ
ルスｐｂ　Ｋよってゼロに戻るようＫなり、従って、例
えば第２図に）のＡＯで示すようになる。

また、カウンタ２０はパルスｐａが供給さｎたタイミン
グで、そのときラッチ１７に保持されている補正データ
Ｃ１例えばＣＯを初期値としてクロックＣＬ２０カウン
トを開始し、パルスｐｂによってリセットされるから、
その出力データＢは例えば第２図に）のＢｏで示すよう
になる。なお、この第２図に）から明らかなように、カ
ウンタ１９のデータＡ２例えばＡ、と、カウンタ２０の
データＢ１例えばＢ、とでは、データＢＯの傾斜の方が
データＡ、より大きくなっている。これは、第２のクロ
ックＣＬ、の周波数に対して第２のクロックＣＬ２の周
波数の方が高くなるようにしであるからで、この条件は
本発明において基本的なものである。

次に、カウンタ１９のデータＡはコンパレータ２１に供
給され、ラッチ１８に保持されている補正データＤと比
較さｎる。従って、いま、この補正データＤがＤＯとな
っていたとすれば、第２図に）のＰ１点でデータＡ、と
ＤＯが一致したときコンパレータ２１から一致バルスｊ
が第２図（ホ）に示すように発生し、こｎによりＦＦ２
３は第２図（ト）に示すようにセットされ、その出力ｔ
は′１＃になる。

また、カウンタ２０の出力データＢはコン７（レータ２
２に供給さｎてカウンタ１９のデータＡと比較されるか
ら、第２図に）の点Ｐ２で示すこれらのデータが一致し
た時点でコンパレータ２２から第２図（へ）に示すよう
に一致パルスルが発生し、これによりＦＦ２３はリセッ
トされ、同図（ト）に示すようにＦＦ２３の出力ｇ、は
０″になる。

ＦＦ２３の出力ｔは出力回路１３に供給され、出力？が
１１＃になっているときだけ点火コイル５に電流を供給
するようにする。従って、第２図（ホ）のパルスｊが発
生する位置ｔｄ、が通電開始位置に、そして同図（へ）
のパルスルが発生する位ｆｆｔｉｏが点火位置となる。

以上は、エンジンの回転速度が成る値となっていた場合
であるが、次に、エンジンの回転速度が上記の場合より
太き（なったとする。

そうすると、カウンタ１９の出力データＡは第２Ｎに）
のＡ！で示すように変化するようになり、同時にカウン
タ２０の出力データは同じ＜　Ｂｌで示すように変化す
るようになる。

この結果、コンパレータ２２の入力データは第２図に）
の点Ｐ３で一致するようになり、その出カルは同図に）
）で示す位置ｔｉ１で発生するので、点火位置は早（な
る。

また、図示してないが、エンジン回転速度が遅（なった
ときには、反対にカウンタ１９のデータＡとカウンタ２
０のデータＢとが一致する位置が遅ｆ１点火位Ｉｆ（も
遅れることになり、結局、コンパレータ２２の出カルが
発生する位置、つまり点火位置は、パルスｐａが発生す
る位置とパルスｐｂが発生する位置との間で、エンジン
回転速度に応じて自動的に変化し、エンジン回転速度が
大となるＫつれて点火位置が進むように制御され、その
制御範囲はパルスｐａとｐｂの発生位置に応じて定まり
、これらがそｎ、ぞ′ｎ最大進角位置と最小進角位置に
なっていれば、点火位置を最小進角位置から最大進角位
置にまで制御できることＫなる。

従って、この実施例においては、第１の演算器１２はエ
ンジン回転速度のパラメータだけで点火位置を最小進角
位置から最大進角位置の間で点火位置の決定を行ない、
しかもそのための演算をエンジンの回転ごとに行なうよ
うに動作することになる。

次に、パルスｐａ、ｐｂはｌ１０１０から第２の演算器
１６にも供給され、さらにこの演算器１６はアナログセ
ンサ１及びディジタルセンサ２からのデータも取込んで
おり、これにより第２の演算器１６はエンジンの回転速
度だけではな（その他の運転条件をも含めたデータによ
る演算を行ない、補正データＣ，Ｄの算出を行なうよう
Ｋ　’ｆｘつでいろ。

そこで、いま、エンジンの運転条件が変り、補正データ
ＣがそれまでのｃｏからＣ１に変化したとすれば、ラッ
チ１７に保持さ扛ているデータもｃ。

から０１に変化し、カウンタ２ｏはパルスｐａによって
カウントを開始したとき、この新たなデータＣ１を初期
値としてカウント動作を行なうようになり、この結果、
第２図に）に示すように、エンジン回転速１隻が前の状
態と変らず、そのときのカウンタ２０のデータＢがＢｏ
のように変化する状態にあったとしても、このときＫは
初期値がｃｌとなっているため、カウンタ２０の出力デ
ータＢはＢ２で示すよ５になり、このときＫは点Ｐ４で
コンパレータ２２の入力データが一致し、出カルは第２
［＆＋（す）に示すように位１ｉｔ１２で発生するよう
になって点火位置はｔｉ（１からｔｉ２に遅れたものと
なる。

これは、補正データＣをそｎまでのｃｏからそｎより小
さい値のデータＣＩＫ変化させた結果であり、結局、第
２の演算器１６から第１の演算器１２のラッチ１γに与
える補正データＣを変化させてやれば、第１の演算器１
２によりエンジン回転速度釦応じて与えられる点火位置
とは独立に、点火位置を補正し得ることになる。

一方、ラッチ１８に与えらｎる補正データＤは上述した
ようにコンパレータ２１の比較ｆ−タトして使用さ庇、
このデータＪ〕とカウンタ１９の出力データＡによりｐ
Ｆ２３に対するセット人力ｊが作り出されているから、
このデータＤＫよつ点大の演算器１６により通電開始位
置を補正することができる。

そして、この第２の演算器１６の演算動作はエンジンの
回転とは無関係にＣＰＵ１１が所定の周期で行ない、補
正データＣ２Ｄの更新は第１の演算器１２の演算動作と
無関係に繰り返されることＫなる。

従って、この実施例によれば、エンジン回転速度による
点火位置の補正はエンジン回転速度と無関係に常にクラ
ンク１回転ごとの最新のデータによって行なわれ、かつ
、（ロ）転速度を含めた他のエンジン運転条件による点
火位置と通電開始位置の補正はエンジンの回転とは無関
係な一定の周期ごとに更新されるデータに基づいて行な
われるようになり、低回転速度領域でも最新のデータに
よる制御が可能でエンジン回転速度が大きく変化したと
きでも精度よ（点火制御を行なうことができる。

なお、以上の実施例では、エンジンが単気筒の場合につ
いてのものであるが、本発明は単気筒エンジン釦限らず
、多気筒エンジンにも適用可能なことはいうまでもない
。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明Ｋ　Ｊ：　釘、ば、エンジ
ンの回転に同期して動作する第１の演算器と、エンジン
回転と無関係に所定の一定周期ごとに動作する第２の演
算器とを用いて点火制御を行な５ようにしたから、従来
技術の欠点を除き、エンジン回転速度の変化幅が太き（
なっても常に高精度で点火制御を行なうことが可能な上
、以下に示すような優釘、た効果を得ることができるデ
ィジタル方式による電子式点火制御装置を容易に提供す
ることができる。

（１）　　クランク角度信号を用いな（ても高精度の制
御が可能で、そのため、クランク角度センサやクランク
角度信号に対する信号処理回路が不要になるので構成が
簡単になり、小形化、ローコスト化が図れる。

（２）クランク基準信号を最大進角位置と最小進角位置
で得ら扛るようＫすれば、データの利用率が高くなって
点火位置の分解能が向上し、さらに高精度な制御が可能
になる。

（３）　　通電開始位置が独立に制御できるから、点火
コイルに対する通電時間の制御も高、ｆｌｌ！度で行な
え、点火エネルギーを常に最適な状態圧制御して失火な
どの発生を防止することができる。

（４）通電開始位置制御用のカウンタが点火位置制御用
のカウンタと共用でき、構成が簡単になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電子式点火制御装置の一実施例を
示すブロック図、第２図はその動作説明用のタイミング
チャートである。 １・・・・・・アナログセンサ、２・・・・・・ディジ
タルセンサ、３・・・・・・クランク基準位置センサ、
４・・・・・・コントロールユニット、５・・・・・・
点火コイル、６〜８・・・・・・信号整形回路、９・・
・・・・Ａ／Ｄ　（アナログ・ディジタル変換器）、１
０・・・・・・ｌ１０（ディジタルインプットインター
フェイス）、１１・・・・・・ＣＰＵ（セントラル・グ
ロセツシング・ユニツ））、１２・・・第１の演算器、
１３・・・・・・出力回路、１４・・・・・・几ＯＭ（
リード・オンリ・メモリ）、１５・・・・・・Ｒ，ＡＪ
シランム・アクセス・メモリ）、１６・・・・・・第２
の演算器、１γ、１８・・・・・・ラッチ、１９．２０
・・・・・・カウンタ、２１．２２・・・・・・コンパ
レータ、２３・・・・・・ＦＦ（フリップ・フロップ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　クランク基準位置を表わす基準信号によりエンジ
   ン回転速度を検出して点火進角制御を行なう方式の電子
   式点火制御装置において、エンジンの回転に同期して演
   算器１作を行なう第１の演算器と、一定の時間間隔で演
   算動作を行なう第２の波力、器とを設け、上記第１の演
   算器によりエンジン回転速度をパラメータとして基準点
   火位置を算出し、上記第２の演算器によりエンジン回転
   速度を含むエンジンの運転状態を表わす複数の情報をパ
   ラメータとして上記基準点火位ｆｔＫ対する補正を行だ
   ５ように構成したことを特徴とする電子式点火制御装置
   。 ２、特許請求の範囲第１項において、上記クランク基準
   位置に前縁と後縁を有する所定の幅を設け、上記基準信
   号が上記前縁位置を表わす第１の基準信号と、上記後縁
   位置を表わす第２の基準信号となるように構成したこと
   を特徴とする電子式点火制御装置。 ３、特許請求の範囲第２項において、上記クランク基準
   位置の前縁と後縁が、それぞれ最大点火進角位置と最小
   点火進角位置となるように構成したことを特徴とする電
   子式点火制御装置。 ４、特許請求の範囲第２項又は第３項において、上記第
   １の演算器を、所定の周期を有する第１のクロックパル
   スをカウント入力とし上記＠２の基準信号によりリセッ
   ト後カウント開始する第１のカウンタと、上記第１のク
   ロックパルスより周期の短かい第２のクロックパルスを
   カウント入力とじ、上記第１の基準信号によりカウント
   開始され、上記第２の基準信号によりリセット後カウン
   ト停止される第２のカウンタとを備え、これら第１と第
   ２０カウンタのカウントデータが一致した時点で基準点
   火位置を表わす信号を出力するように構成したことを特
   徴とする電子式点火制御装置。 ５、特許請求の範囲第４項において、上記第２の演算器
   の出力を上記第２のカウンタの初期値として与えること
   罠より点火進角補正を行なうように構成したことを特徴
   とする電子式点火制御装置。 ６．特許請求の範囲第４項において、上記第２の演算器
   妊よって通電開始位置の演算を行ない、この演算結果と
   上記第１のカウントデータの一致時点で通電開始時点を
   表わす信号を出力するように構成したことを特徴とする
   電子式点火制御装置。