JPS6017948B2 - 内燃機関用点火時期調整装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は内燃機関がアイドル運転より負荷運転に移行す
る際あるいは通常運転より減速する際、点火時期をスム
ーズに移行させて機関の安定性を保障する内燃機関用点
火時期調整装置に関するものである。

（従来の技術） 内燃機関の点火時期は機関が最適に運転される様に機関
の状態により決定する必要がある。

従来の点火時期調整装置は機械式と電子式との２つに大
別できる。しかしいずれの方式についても点火時期の決
定には機関速度及び吸気圧の２つを基本要因してとらえ
、これら２つの状態に応じて点火時期を調整しているの
が一般的である。そして、機械式の場合、機械速度は遠
心鐘の遠心力を受ける大きさによってとらえ、また吸気
圧はダイヤフラムの移動によってとらえている。

電子式の場合は機関一回転もしくはある一定角度の０回
転に要する時間を測定して機関速度を検出している。ま
た、吸気圧については半導体を用いた圧力センサーやダ
イヤフラムの移動量を電気的にとらえることによって検
出している。そして、機械式と、電子式との一部は第１
図Ａ，Ｂに示す様に機関速度のみを変数とした点火時期
特性Ｑｎと、吸気圧のみを変数とした点火時期特性Ｑｐ
との２つの特性をあらかじめプログラムしておき、実際
の運転に際して点火時期の決定はそれぞれ機関速度、吸
気圧の状態に応じた値の和ＱＮ＋Ｑｐとしてなされてい
る。そして、吸気圧は第２図に示すごとくアドバンサポ
ート１２により検出する為、アィドリング運転はスロッ
トルバルブ１１が全閉であるので、アドバンスポート１
２の圧力は大気圧となり、吸気圧の進角度Ｑｐは００で
あり、アクセスペダルを踏み込んで自動車を発進させる
際にはスロットルバルプ１１が第２図の矢印の様に動き
、アドバンサポート１２の圧力はマニホールド負圧とな
って急激に吸気圧の進角度Ｑｐが大きくなり、機関は円
滑な運転ができないという欠点がある。

また、吸気圧を検出する通路の絞り弁を設けて吸気圧の
検出を遅らせる方法も考えられるが、この際には通常運
転時にも吸気圧の検出が遅れ、最適な点火時期で点火で
きないという欠点がある。（発明が解決しようとする問
題点） 本発明は上記の欠点を解消するためになされ、通常運転
時の吸気圧の検出遅れがなく、かつ回転数の大きさにか
かわらず通常運転からアイドル運転や減速運転へと切換
わる際に吸気圧による進角値を滑らかで応答性良く変化
させて円滑に内燃機関の運転を行なうことのできる内燃
機関用点火時期調整装置を提供することを目的とするも
のである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記の目的を達成するために、内燃機関が所定
値以下の低負荷であることを検出すると吸気圧による進
角値を最小進角値にすると共に、この吸気圧による進角
値が最小進角値から通常進角値へと移行する際および通
常造角値から最小造角値へと移行する際に点火時期を一
定クランク角度毎に徐々に収束変位させるようにしてい
る。

以下本発明を図面に示す実施例にもとづいて説明する。
第３図は本発明により点火時期調整装置を用いた機関の
システム図である。１００Ｇま内燃機関、１１はスロッ
トルバルブ、２はマニホールド側（スロットルバルブ１
１下流側）の吸気負圧を検出する吸気圧検出器、４はス
。

ツトルバルフ１１が全閉が否かと検出してＯＮ、ＯＦＦ
出力を発生するスロットル関度検出器で所定負荷検出手
段をなすものである。３は点火時期演算装置「 ５−１
は点火コイル、５−２は角度検出器を内蔵したディスト
リビュータ、５一３は点火栓である。

次に、前述した実施例につき第４図のブ。ック図にて説
明する。１は４気筒４サイクル内燃機関のディストリビ
ュータ５−２に内蔵され１回転４個の一定角度幅Ｔ８を
もつ基準信号Ｔを１回転７２の固の角度信号ＣＬ８とを
発生する角度検出器、２は内燃機関の吸気負圧を検出す
る吸気圧検出器、４はスロットルバルプ１２が全閉かど
うかを検出するスロットル開度検出器、３は前記角度検
タ出器１、吸気圧検出器２およびスロットル開度検出器
４に接続され、機関の状態に応じて点火時期を決定する
点火時期演算装置、５は前記点火時期演算装置３に接続
され演算された点火時期において機関の各気筒の点火栓
を点火する点火装置であ０る。

又、前記点火時期演算装置３は機関速度を検出する第１
検出回路３１、吸気員圧を検出する第２検出回路３２、
ス。ットルバルブ１１が全閉から開く時に徐々に点火時
期を設定値に移行させるためのディレィ回路３４、点火
時期を決定する点タ火時期決定回路３３、前記点火時期
決定回路３３の出力により点火コイルの−次側の通電・
遮断を行なわせる一次コイル制御回路３５とから構成さ
れる。次に、本発明装置の詳細回路図を第５図および０
第６図において説明する。

第５図において、第１検出回路３１は基準信号Ｔを入力
とするＡＮＤ回路３１−１、高周波パルスを発生する公
知の発振回路３１−２、２進カウンタ（以下バイナリー
カウンタと呼ぶ）３１−３、前記基準信号Ｔをリセタツ
ト入力とし前記発振回路３１−２の出力をクロック入力
としＴの立ち下がりより順次ク。ツクパルスを発生させ
るデコード出力をもつカウン夕（例えばＲＣＡ社製ＣＤ
４０１７で以下ディケィドカウンタと呼ぶ）３１一４、
記憶素子（以下ラッチと０呼ぶ）３１−５で構成され、
基準信号Ｔが“１”レベルの間、すなわち一定クランク
角度の間に入るクロツクパルスをバイナリーカウンタ３
１一３でカウントし、機関半回転毎にラッチ３１−５で
記憶し機関速度の検出を行なう。また、第２検出回路３
２は吸気圧検出器２の出力を入力として、抵抗３２−１
，３２一２，３２一３、演算増幅器３２一４から成り吸
気圧検出器２の出力を増幅回路、この増幅された出力を
アナログ量よりディジタル量に変換するＡ／Ｄコンバー
タ３２一５、Ａ／Ｄコンバータ３２一５の出力を入力と
して機関半回転毎に記憶するラッチ３２−６で構成され
、吸気負圧の検出を行なう。

そして、前記第１検出回路３１および第２検出回路３２
の出力、すなわち検出された機関速度Ｎと吸気負圧Ｐは
点火時期決定回路３３に入力される。また、ディレィ回
路３４は抵抗３４ーー、ＮＯＴ回路３４−２、入力パル
スの立ち上がりで一定パルス幅をもつ信号を発生する２
つの単安定回路３４一３，３４一４、ＯＲ回路３４−５
、ＡＮＤ回路３４一６、バイナリテイーカウンター３４
一７、ＮＯＴ回路３４−８、読み出し専用記憶素子（以
下ＲＯＭと呼ぶ）３４−９とより構成されており、その
出力にはスロットルバルブ１１の開度の状態に応じた出
力ｎｉが出力される。前記点火時期決定回路３３はラツ
チ３１一１５，３２一６の出力に対応した点火時期出力
ｎＱを発生するＲＯＭ３３−１、ＲＯＭ３３一１の出力
ｎＱよりＲＯＭ３４−９の出力ｎｉを減算する公知の減
算回路３３−２、定数ｎａ及びｎｄを設定する定数回路
（例えばスイッチにて２進コードを設定するもの）３３
一３，３３−１０、前記定数回路３３一３の出力Ｍから
前記減算回路３３一２の出力ｎＱ−ｎｉを減算する公知
の減算回路３３−４、前記減算回路３３−４の出力（Ｍ
−ｎＱ＋ｎｉ）より前記設定回路３３−１０の出力ｎｄ
を減算する公知の減算回路３３−５、前記減算回路３３
一４の出力（Ｍ−ｎＱ＋ｎｉ）をＪＡＭ入力とし角度パ
ルスＣＬＯをクロック入力としデイケィドカウソタ３１
−４の出力Ｒ２をリセット入力として（Ｍ−ｎＱ＋ｎｊ
）の数だけダウンカウントするアップダウンカウンタ（
例えばＲＣＡ社製ＣＤ４０２９）３３−６、同様にして
前記減算回路３３一５の出力（Ｍ−ｎＱ十ｎｉ−ｎｄ）
の数をダウンカウントするアップダウンカウンタ３３−
７、前記アップダウンカウンタ３３−６，３３一７の出
力を入力とするＮＡＮＤ回路３３一８，３３一９から成
るフリツプフロツブ回路より構成される。また、一次コ
イル制御回路は抵抗３５一１，３５一２、トランジスタ
３５一３，３６一４より構成され、点火時期決定回路３
３の出力により点火コイルの１次電流を断続制御する。
点火装置４は点火コイル５一１、ディストリピュータ５
−‐２、点火プラグ５−３，５−４，５−５，５−６か
ら成り点火コイル５−１の一次コイル電流が通電された
後断たれた時に各気筒の点火プラグ５−３〜５−６が点
火する。又、１０はキースィツチ、２０はバッテリー電
源である。また、第６図において、角度検出器１はディ
ト０リビュータ麹に取り付けられディストリピュータ軸
の回転と同期して回転する４つの突起をもつロー夕１−
１と７２０個の突起をもつロータ１−２、電磁式位置検
出器（発振式で位置を検出するもの）１一３，１−４、
前記電磁式位置検出器１ータ３，１−４の信号を波形整
形する波形整形回路１−６，１一６より成り、第７図ａ
−ｂに示すごとく各気筒の上死点より一定角度の幅ＴＯ
をもつ基準信号Ｔとクランク角１０諺の角度信号ＣＬひ
とを出力する。ひ 次に上述した実施例について第７図
および第８図のタイムチャートを援用してその作動を説
明する。

角度検出器１は各気筒の上死点より第７図ａ，ｂに示す
様に一定角度Ｔ８の幅をもつクランク軸１回転につき２
個の基準信号とクランク軸１タｏ毎の角度信号ＣＬ８と
を発生する。そして、点火時期演算装置３において、発
振回路３１−２のクロツクパルスによりデイケイドカウ
ンタ３１一４を通して第７図ｃ，ｄに示す様に基準信号
Ｔの立ち下がりから１パルス目と３パルス目とにおし、
０て信号Ｒ，，Ｒ２をつくる。この時、基準信号Ｔの立
ち下がりからＲ２の立ち下りまでは全回転領域における
クランク角ｌｏより十分小さいものとする。クロックパ
ルスは基準パルスＴとＡＮＤ回路３１−１でＡＮＤをと
り、バイナリーカウンタ３夕１一３で一定角度Ｔのこ入
るク。ツクパルスをカウントしてリセット信号Ｒ，の立
ち下がり時にラッチ３１一５に記憶させる。従って、こ
のラッチ３１−５に記憶されるパルス数は低速回転にな
る程多くなる。０ また、第２検出回路３２においても
同様にリセツト信号Ｒ，の立ち下がりでラッチ３２−６
に吸気員圧が記憶される。

ここで、吸気圧検出器２はマニホルド側（スロットルバ
ルプ１１下流側）の吸気負圧を検出しているため、この
検出負圧はスロットルバルブ１１の開度に応じたもの（
スロットルバルブ１１の関度の増加に応じて検出員圧が
減少する）となり、この検出負圧がラッチ３２一６に記
憶される。また、デイレイ回路３４において、スロット
ルバルブ１１が全閉の時はスロットル関度検出器４のス
イッチが閉じられ、スロットル開度検出器４の出力１は
第８図１に示す様に“０”レベルとなり、スロットルバ
ルブ１１が開いた時は“１”レベルとなる。

そして、単安定回路３４一４は信号１が直接入力される
ので信号１の立ち上がりで単安定パルスを発生し、単安
定回路３４−３は信号１の反転信号が入力されるので単
安定回路３４一３の出力は信号１の立ち下がりで単安定
パルスが発生する。そして、２つの単安定パルスはＯＲ
回路３４−５により第８図ｉに示す様にスロツトル閥度
検出器４のスイッチの切り換わり毎に単安定パルスを発
生する。そして、スロットルバルブ１１が全閉になると
信号ｊがバィナリーカウンタ３４一７のリセット入力さ
れ、最初／ゞィナリーカウンタ３４−７の出力Ｑ３は‘
‘０”であるのでＮＯＴ回路３４一８の出力が“１”と
なり、ＡＮＤ回路３４−６の出力は信号Ｔが直接出力さ
れ、このバイナリーカウンタ３４一７のクロツク入力に
入力され、第８図ｋに示す様にスロットルバルブ１１が
全閉より開いた時から基準信号をカウントし始め、４パ
ルス目でバイナリーカウンタ３４一７の出力Ｑ３が“１
”になるので、ＮＯＴ回路３４一８の出力は“０”とな
り、バイナリーカウンタ３４−７のクロツク入力に基準
パルスＴが入らなくなってカウントを停止する。そして
、再びスロットルバルブ１１が関から全閉になった時信
号ｉが再度バイナリーカウンタ３４一７のリセツト入力
に入力されてこのカウンタ３４−７が再度“０”よりカ
ウントを開始する。このバイナリーカウンタ３４一７の
出力Ｑ，，Ｑ２，Ｑ３およびスロツトル閥度検出器４よ
りの信号１はＲＯＭ３４−９に入力され、第８図１に示
す様にスロットルバルブ１１が全閉から関になる時には
一定値血より徐々に下降して０になる出力を発生し、ス
ロットルバルブ１１が関より全閉になる時は０より徐々
に血になる出力ｎｉを発生する。即ち、スロットル開度
検出器４の出力が“１”レベルのときにバィナリーカウ
ンタ３４一７の出力計数値が増加するとＲＯＭ３４−９
の出力が一定値ｎｂより徐々に下降して川こ収束する値
がＲＯＭ３４一９に予めプログラムされており、スロツ
トル関度検出器４の出力が“０”レベルのときにバイナ
リーカウンタ３４一７の出力計数値が増加するとＲＯＭ
３４−９の出力が０より徐々に上昇して一定値ｎｂに収
束する値がＲＯＭ３４一９に予めプログラムされている
。そして、点火時期決定回路３３のＲＯＭ３３−１に第
１検出回路３１、第２検出回路３２の０出力が入力され
、このＲＯＭ３３−１より機関速度および吸気圧に応じ
て予め設定された値ｎＱを出力する。そして、減算回路
３３−２，３３山４，３３一５の出力は前述した様にそ
れぞれ（ｎＱ一ｎｉ）、（Ｍ−ｎＱ＋ｎｉ）、（ｎａ−
ｎＱ十ｎｉ−ｎｄ）夕となり、アップダウンカウン夕３
３−６は第７図ｆに示す様にＲ２の立ち下がりより角度
信号ＣＬ８を（Ｍ一ｎＱ十ｎｉ）カウントしてカウント
終了時点で第７図Ｍこ示す様に立ち下がるパルスを発生
させ、同様にアップダウンカウンタ３３−７はＯＲ２の
立ち下がりより角度パルスＣＬ８を（ｎａ−ｎＱ＋ｎｉ
−ｎｄ）カウントしてカウント終了時点で第７図ｇに示
す様に立ち下がるパルスを発生させる。そしてＮＡＮＤ
回路３３−８，３３一９から成るフリップフロップ回路
の出力は第７図ｉに示すタ様に信号ｇで立ち下がり、信
号ｈで立ち上がるパルスを発生する。そして、信号ｉが
“０”レベルの時トランジスタ３５−３はＯＦＦしトラ
ンジスタ３５−４が○Ｎして点火コイル５−１の１次側
に電流を流し、信号ｉの立ち上がりで電流を遮断０して
２次側に高電圧を発生させ、ディストリビュータ５一２
を介して各気筒の点火プラグ５−３，５一４，５一５，
５一６を点火する。ここで、角度信号ＣＬのまクランク
角ｌｏの信号であるので、カウント数はそのまま角度と
なづる。

すなわち第７図ｇおよび第７図ｈの信号の立下り時点は
信号Ｒ２の立ち下がりより（ｎａ−ｎＱ十ｎｉ−肘）。
および（Ｍ一ｎＱ十ｎｉ）。となる。ここで基準信号Ｔ
の立ち下がりより信号Ｒ２の立ち下がりまでは１０以内
であるので設定値服を０１８０−Ｔ８）とすれば、進角
度ＱはＱ＝（ｎＱ−ｎｉ）ｏとなり、通電角度はｎｄと
なる。そして、第８図ｍに示す様に負圧進角度は徐々に
変化し所定の値で安定する。この時、第８図１に示す初
期値血として吸気圧による進角度の最大値をとればスロ
ットルバルブ１１が全閉の時吸気圧による進角度は００
となる。尚、本実施例においては第８図に示す様に点火
時期を機関半回転毎に徐々に変化させ、２回転で定常状
態に収束するようにしたが、２回転以下あるいは以上で
収束する様にすることもできる。

また、スロットルバルブ１１の全閉をスロットル開度検
出器４にて検出して内燃機関の所定の負荷状態を検出す
るようにしているが、吸気圧より検出することもできる
。例えば吸気圧検出器２の出力より吸気負圧−４２仇肋
Ｈｇ以上と以下とを判別して検出することができる。ま
た、本実施例においては、減算回路３３−２，３３一４
，３３−５での演算はリセット信号Ｒ，，Ｒ２の間で行
なわれるが、演算時間が長くなる時は基準信号Ｔの立ち
下がりから一定角度０′遅れた時点でダウンカウン夕３
３一８，３３−９にリセットをかければ良く、この時、
設定値ｎａはｎａ＝１８０一Ｔ８−ひ′とすることがで
きるまた、機関始動時には予め設定された固定進角値（
以下Ｑｓとする）で点火させることができる。

すなわち第９図においてスイッチ及び抵抗で構成され２
進コードを設定する設定回路３３一１１でばｓを設定し
、この設定したＱｓをセレクタ回路３３一１２（例えば
ＲＣＡ社製ＣＤ４０１９）のＡ入力に入力し、減算回路
３３一４の出力をＢ入力に入力する。そして、抵抗３３
−１３，３３一１４、トランジスタ３３−１５から成る
始動信号整形回路の出力（トランジスタ３３一１５のコ
レクタ出力）を前記セレクタ回路３３−１２のコントロ
ール入力Ｋｂに入力し、前記始動信号整形回路の出力を
ＮＯＴ回路３３−１６で反転し前記セレクタ回路３３−
１２のコントロール入力Ｋａに入力する。始動時は入力
端子Ｓｔに印加されるスター夕からの始動信号がトラン
ジスタ３３一１５で反転されて“０”レベルとなり、Ｋ
ｂは“０”レベル、Ｋａは“１”レベルとなり、セレク
タ回路３３−１２の出力はＡ入力を出力するすなわちＱ
ｓが出力され、固定進角値で点火することができる。ま
た、機関が始動した後はスター夕からの始動信号が入ら
ず、Ｋｂは“１”レベル、Ｋａは“０”レベルとなり、
セレクタ回路３３一１２の出力はＢ入力を出力する。す
なわち、減算回路３３−４の出力で点火することができ
る。また、本発明例においては、通常角度はｎｄｏで一
定としたが、点火コイル５−１の熱的問題を考えれば通
電時間が一定の方が望ましく、通電角度を第１０図Ｂの
如くに機関速度に比例させることにより通常時間を一定
にできる。

この様な実施例を第１０図Ａに示す。この第１０図Ａに
おいて、ラツチ３１一６の出力をＲＯＭ３３一４一１に
入力し、このＲＯＭ３３一４一１に機関速度による通電
角度を設定しておき、このＲＯＭ３３−４−１の出力を
減算回路３３−５に入力することで通電角度を機関速度
により変えることができる。又、本実施例においては角
度信号ＣＬ８‘まディストリビュータ１回転につき７２
の固の信号（クランク角度１度毎）としたが、点火時期
の精度、コスト等で検出信号数を変えることができる。

例えばクランク角度２度毎の信号とすると計算結果が要
求される進角度の１／２になる様にＭ、ｎＱ、ｎｉ、ｎ
ｄを設定する。又、角度検出器１において、基準信号Ｔ
、角度信号ＣＬ８の検出に電磁式検出器を用いたが光式
検出器を用いてもよい。

また本実施例においては列型４気筒内燃機関について述
べたが、６気筒、８気筒等の多気筒内燃機関についても
同様の効果を得ることができる。

（発明の効果）以上述べたように本発明装置においては
、内燃機関が所定値以下の低負荷であることを検出する
と吸気圧による進角値を最小進角値にすると共に、この
吸気圧による進角値が最小進角値から通常進角値へと移
行する際および通常進角値から最小進角値へと移行する
際に点火時期を一定クランク角度毎に徐々に収束させる
から、通常運転時の吸気圧の検出遅れがなく、回転数の
大きさにかかわらず、吸気圧による進角を応答性良く制
御することができるのみならず、通常運転からアイドル
運転や減速運転などの低負荷運転へと切換わる際に吸気
圧による進角値を猪なかに変化させて円滑に内燃機関の
運転を行なうことができるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の機関速度、吸気圧による進角特性図、第
２図は内燃機関のスロットルバルブとアドバンサポート
とを示した断面図、第３図は本発明装置の一実施例を示
す要部断面システム図、第４図は上記実施例のブロック
図、第５図および第６図は上記実施例の詳細電気回路図
および構成図、第７図および第８図は上記実施例の作動
説明に供するタイムチャート図、第９図および第１０図
Ａは本発明装置の要部の他の実施例をそれぞれ示す電気
回路図、第１０図Ｂは第１０図Ａ図示装贋の作動説明に
供する特性図である。 １・・・・・・角度検出器、２…・・・吸気圧検出器、
３１，３２，３３・・・・・・点火時期演算回路を構成
する第１検出回路、第２検出回路、点火時期決定回路、
４・・・・・・所定負荷検出手段をなすスロットル開度
検出器、３４・・・・・・吸気圧進角補正回路を構成す
るデイレイ回路。 第１図 第２図 第３図 第４図 第６図 第１０図 第５図 第７図 第８図 第９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内燃機関のクランク角度位置を検出する角度検出器
   と、前記内燃機関の吸気圧を検出する吸気圧検出器と、
   前記内燃機関の所定の負荷状態を検出する所定負荷検出
   手段と、前記角度検出器により検出した角度位置と前記
   吸気圧検出器により検出した吸気圧とに応じて電子的に
   点火時期を演算する点火時期演算手段と、前記所定負荷
   検出手段により前記内燃機関が所定値以下の低負荷であ
   ることを検出すると吸気圧により進角値分を最小進角値
   にすると共にこの吸気圧による進角値分が最小進角値か
   ら通常進角値へと移行する際および通常進角値から最小
   進角値へと移行する際に点火時期を一定クランク角度毎
   に徐々に収束変位させる吸気圧進角補正手段とを備える
   ことを特徴とする内燃機関用点火時期調整装置。 ２ 前記吸気圧進角補正手段は前記点火時期演算手段に
   より演算した進角値より減算して前記吸気圧による進角
   値分を最初進角値と通常進角値とに収束変位させるため
   の減算値を出力するデイレイ手段を含んでなることを特
   徴とする特許請求の範囲の第１項記載の内燃機関用点火
   時期調整装置。