JPS6053187B2 - 内燃機関点火装置 - Google Patents

内燃機関点火装置

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JPS6053187B2
JPS6053187B2 JP54113656A JP11365679A JPS6053187B2 JP S6053187 B2 JPS6053187 B2 JP S6053187B2 JP 54113656 A JP54113656 A JP 54113656A JP 11365679 A JP11365679 A JP 11365679A JP S6053187 B2 JPS6053187 B2 JP S6053187B2
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P3/00Other installations
    • F02P3/02Other installations having inductive energy storage, e.g. arrangements of induction coils
    • F02P3/04Layout of circuits
    • F02P3/045Layout of circuits for control of the dwell or anti dwell time
    • F02P3/0453Opening or closing the primary coil circuit with semiconductor devices

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、内燃機関の点火時期を電子的に演算する
内燃機関点火装置に関するものである。
従来この種の装置として、第1図に示すものがあつた
。図において1は、図示しない機関の回転と同期して、
この機関の第1、第2の角度位置θ、、θ2で角度位置
信号を発する角度センサ、2は角度センサ1の信号を受
けその出力の立上りを微分する微分回路、3はフリップ
フロップでそのセット入力は前記の微分回路2の出力に
接続され、微分回路2からのセット信号が入るたびにQ
出力が’゛1’’(ハイレベルの意味、以下同じ)にセ
ットされる。4は、抵抗で上記フリップフロップ3のQ
出力とオペアンプ5の一人力端子間に接続される。
6は、コンデンサで前記オペアンプ5の出力端子と一人
力端子間に挿入される。
7は、コンパレータでその一人力端子は前記オペアンプ
5の出力端子に、その十人力端子は所定の基準電圧Vr
、に、その出力端子は上記フリップフロップ3のリセッ
ト入力端子に夫々接続され、オペアンプ5の出力電圧が
基準電圧Vr、よりも低くなると、’゛1’’出力を発
してフリップフロップ3のQ出力を“゛o’’(ローレ
ベルの意味)にリセットする。
8は、上記微分回路2の出力端子に接続される制御電圧
発生回路で、機関の回転速度情報から所望の進角特性を
得るようにその出力電圧vr2が調整され、上記オペア
ンプ5の十人力として使用される。
上記した微分回路2から制御電圧発生回路8までいわゆ
る演算回路9を構成している。10は、積分回路で上記
角度センサ1の出力信号を積分し、機関の回転数の上昇
に応じてその出力電圧は増大される。
11は比較器で、その一人力端子は前記積分回路10の
出力端子に、その十人力端子は所定の基準電圧■に3に
夫々接続され積分回路10の出力電圧が基準電圧■R3
以下のときは“゜1゛出力を、積分回路10の出力電圧
が基準電圧Vr3をこえれば゜゜0゛出力を夫々発する
この積分回路10と比較器11とでいわゆる回転数検出
回路12を構成している。13は0Rゲートで上記フリ
ップフロップ3のQ出力即ち演算回路9の出力と、比較
器11の出力即ち回転数検出回路12の出力との論理和
を、14はANDゲートで前記0Rゲート13の出力と
、上記角度センサ1の出力との論理積を夫々演算してい
る。
15は前記ANDゲート14により駆動される開閉素子
で点火コイルの1次巻線16とバッテリ17に直列に挿
入され、点火コイルの1次電流を断続する。
第2図486DD[F]0Bは、第1図の同一符号部分
の動作波形図を示している。即ち4は、角度センサ1の
出力電圧、8は微分回路2の出力電圧、Cはオペアンプ
5の出力電圧、Oは演算回路9の出力電圧、[F]は回
転数検出回路12の出力圧、[F]は0Rゲート13の
出力電圧、GはANDゲート14の出力電圧、[F]は
点火コイルの1次巻線16を流れる電流波形である。次
に動作について説明する。
角度センサ1は第2図Aに示すように機関の第1の角度
位置θ1で立下り、第2の角度位置θ2で立上る角度信
号を発し、この角度信号を受け微分回路2からは、角度
センサ1の立上り出力時すなわち機関の第2角度位置0
2において微分パルスが発せられる。この微分パルスを
受け、フリップフロップ3がセットされ、そのQ出力が
66r′となるため、フリップフロップ3のQ出力端子
→抵抗4→コンデンサー6→オペアンプ5の出力端子よ
りなる放電経路でコンデンサ6が放電され、オペアンプ
5の出力電圧が徐々にさがり、やがて時点t1において
コンパレータ7の基準電圧■r1に達する。するとコン
パレータ7の出力は反転され、従前の゜“0゛が.゜゜
1゛に変わり、この出力を受けてフリップフロップ3が
、こんどはリセットされそのQ出力は゜“1゛→“゜0
゛に反転する。したがつて上述の放電経路が消え、あら
たに、オペアンプ5の出力端子→コンデンサ6→抵抗4
→フリップフロップ3のQ出力端子よりなる充電経路で
コンデンサ6が充電される。これに伴いオペアンプ5の
出力電圧は上昇をはじめ、すぐに基準電辻Nrlを超え
るため、コンパレータ7の出力は、前述の時点t1にて
゜“1゛になつたあとすぐに再び“゜0゛に戻される。
この充電経路は、時点ちでフリップフロップ3がう一度
セットされるまでつづき、時点t諏降は、放電→充電→
放電・・・・・・をくりかえし、フリップフロップ3の
Q出力端子からは、角度位置02にて立上り、それより
所定角度後に立上るパルス信号が周期的に得られる(第
2図8,◎O参照)。このとき、コンデンサ6の充放電
のデューティを考えると、充電々流をICl放電々流を
Idとすれば但しR:抵抗4の抵抗値、■0H:フリツ
プフロツプ3のQ端子の゜゜1゛出力電圧値、■0L:
フリツプフロツプ3のQ端子の“゜0゛出力電圧値とか
けるからとなる。
すなわち、制御電圧発生回路8の出力電圧Vr2を変え
てやれば、コンデンサ6の充放電のデューティを変える
ことができる。回転数検出回路12は、機関の回転数に
応じて、第2図[F]に示すように時点ち以前でぱ゜1
゛の、時統T3以降は“0゛の出力を夫々発している。
したがつて0Rゲート13の出力に、上記の演算回路9
の出力パルスがあられれるのは、時点ち以後に発せられ
たものに限られる(第2図[F])。したがつてこの0
Rゲート13の出力と角度センサ1の出力との論理積で
得られる、開閉素子15の駆動信号(第2図G)は、立
上りはいずれも角度位置02のところからはじまつてい
るが、立下には、時点ち以前では角度位置01が、時点
T3以後では演算回路9の出力パルスの立下り位置一こ
こを機関の角度位置で例えば04とする一にかわつてい
る。それに従い、点火時期も角度位置01→04にきり
かわる。上述したように、コンデンサ6の充放電のデュ
ーティは、制御電圧発生回路8の出力電圧■R2により
変えれるから、上記した角度位置θ,はVr2にしたが
つて変化させることができる。これを、機関の要求する
点火時期の進角特性に合わせて、制御電圧発生回路8を
調整すれば、これで所望の内撚機関点火装置が実現でき
る。なお、回転数検出回路12の働きは、とくに始動時
のように機関の大きなトルク変動に伴う回転ムラが発生
したときにも正しい角度位置で点火されるように、所定
回転数以下では、演算回路9の出力を無効にし必ず角度
センサ1の角度位置信号にしたがつて点火時期を決めて
いるものである。以上の説明でわかるとおり、従来装置
においては、点下コイルの1次巻線16の通電開始時期
は変らず、しや断時期のみが機関の要求する進角特性に
応じて角度的に前にすすんでいくため、結果として、点
火コイルの1次巻線16の通電角が、進角特性に応じて
減少してしまい、高速域で通電時間不足すなわち点火コ
イルの2次出力電圧が不足するという欠点があつた。第
3図は、従来装置の点火時期と通電角の関係を簡単に示
したものである。また従来より、第2図Cに示すパルス
状の通電信号のデューティを回転数に応じて変化させ高
速域での2次出力電圧の低下を防ぐ方法が考えられてき
た。
例えば、特開昭50−14937の公知例をみれば、単
安定回路、70%デューティ回路、時間多重回路、時間
基準回路、及ひ判別回路等非常に複雑な回路で構成せね
ばならず、またIC化できないコンデンサを多く必要と
し、回路規模、信頼性、経済性に劣ることがわかる。本
発明は、上記のような従来のものの欠点を除去するため
になされたもので、上記の第2角度位置02よりも更に
前に進んだ第3の角度位置03を検出する手段と、この
角度位置θ3から所定角おくれた角度位置θ5を演算す
る手段とを設け、高速域ては点火コイルの通電開始時期
をこの角度位置θ5にきりかえるようにして非常に簡単
な構成で高速域での点火コイルの2次出力電圧の不足を
補充し得る内撚機関点火装置を提供しようというもので
ある。
以下本発明の一実施例を図について説明する。
第4図において、20は機関の第3の角度位置θ3を検
出する第2の角度センサ、21はこの第2の角度センサ
20の出力信号を受け該角度位置θ,の角度信号によつ
て演算を開始し機関のパラメータに対応して上記第3の
角度位置03よりも所定角おくれた第5の角度位置05
を演算する第2の演算回路である。22は、該第2の演
算回路21の出力信号を受けその出力が立下る時点にて
微分パルスを発する微分回路、23はフリップフロップ
でそのセット入力端子は角度センサ1の出力端子に、ま
たそのリセット入力端子は前記の微分回路22の出力端
子に夫々接続され、角度センサ1の出力信号によりリセ
ットされてQ出力が゜゜1゛に、微分回路22の出力信
号によリセットされてQ出力が“0゛に夫々反転する。
24はNORゲートで、このフリップフロップ23のQ
出力と、回転数検出回路12の出力とが入力されており
、回転数検出回路12の出力が゜゜1゛の間はフリップ
フロップ23のQ出力の変化は該NORゲート24から
は出力されない。
25は第2の0RゲートでANDゲート14の出力とN
ORゲート24の出力の論理和をとり、この論理和出力
で開閉素子15を駆動する。
第5図9(5)D小α1@HllDは第4図の同一符号
部分の動作波形図を示している。即ち5は角度センサ1
の出力電圧、5は角度センサ20の出力電圧、4は演算
回路9の出力電圧、4は回転数検出回路12の出力電圧
、8はANDゲート14の出力電圧、1は第2の演算回
路21の出力電圧、8は微分回路の22の出力電圧、5
はフリップフロップ23のQ出力電圧、1はNORゲー
ト24の出力電圧、1は第2の0Rゲート25の出力電
圧、9・は点火コイル1次巻線16を流れる電流波形で
ある。以上のように構成されたものにおいて、角度セン
サ1からは第5匝に示すように、、機関の進角度零のと
きの点火時期に相当する第1の角度位置θ1で“゜1゛
一“0゛に立下り、機関の要求する最大進角度のとき点
火時期よりも若干前に進んだ第2の角度位置02におい
て゜“0゛→゜“1゛に立上る角度信号が発せられる。
また第2の角度センサ20からは前記第2の角度位置0
2よりも更に前に進んだ第3の角度位置03にて“0゛
→“゜1゛に立上る角度信号が発せられる(第5図5)
。上記角度センサ1の信号を演算回路9に入力し、その
出力として第5図6のように、第2の角度位置θ2にて
゜“0゛→“1゛に立上り上記第1の角度位置θ1より
も所定角進んだ第4の角度位置04にて゜“1゛→゜゜
0゛に立下ずパルス信号が得られるのは既述のとおりで
ある。また第2の演算回路21は、上記第2の角度セン
サ20の出j力を受けて、該出力が゛0゛→“1゛に立
上る時点より演算を開始し、所定角度を演算するもので
あるから、その出力は第5図1のように、第3の角度位
置03で゜゜0゛→“1゛に立上り、この03よりも所
定角おくれた第5の角度位置θ5で“1゛→“゜0゛に
立下るパルス状のものである。なおこの第5の角度位置
θ5は、機関のパラメータに対応して可変にできるのは
勿論である。微分回路22は、上記第2の角度センサ2
1の出力パルスの立下り時に微分出力を発するから、第
5の角度位置θ5で第5図4のような微分パルスが得ら
れる。フリップフロップ23は角度センサ1の信号をセ
ット入力に、微分回路22の出力信号をリセット入力に
夫々しているから、第5図5の信号が“0゛→゜“1゛
になる第2の角度位置θ2でセットされ、第5図4の信
号が“′03゛→66r′になる第5の角度位置θ5で
リセットされる。したがつてそのQ出力は第5図5のよ
うに、第5の角度位置θ5から第2の角度位置02まで
の間が“0゛となる。この出力は、NORゲート24を
通るときに、回転数検出回路12の出力(第5図4)に
よつて制御され、回転数検出回路12の出力が、時,へ
TlO以前の゜゜1゛のときは、NORゲート24の出
力にはあられれず、時点TlO以後になつてはじめて、
反転されて即ちθ5からθ2までの間が゜“1゛となつ
てあられれる。(第5図1)。このNORゲートの出力
は、ANDゲート14の出力と共に第2の0Rゲート2
5で合成され、開閉素子15の駆動信号として用いられ
のである。ANDゲート14の出力は、回転数検出回路
12の出力が“1゛となつている時点TlO以前では、
第2の角度位置θ2から第1の角度位置0,の間が゜“
1゛で、回転数検出回路12の出力が“゜0゛となる時
点TlO以後では、第2の角度位置θ2から第4の角度
位置θ4の間が゜“1゛であるのは既.述のとおりであ
る。(第4図6)。したがつて第2の0Rゲート25を
介して得られる開閉素子15用駆動信号は、第5図Tに
示すとおり、時点TlO以前は、第2の角度位置θ2か
ら第1の角度位置θ1までの間が゜“1゛、時点TlO
以後は、第5の角.度位置θ5から第4の角度位置04
までの間が゛1゛となり、点火コイル1次電流は第5図
kのとおりである。このことからあきらかなように回転
数検出回路12が反転する時点TlO以前では、点火コ
イルの通電開始時期は従来装置と同じく角・度位置θ2
であるが、回転数検出回路12が反転する時点TlO以
後では角度位置θ5にきりかわつており、従来装置に比
べ点火コイルの通電角が角度位置0,から02までの間
増大している。これにより、高速域での点火コイルの2
次出力電圧をアップすることが可能である。回転数検出
回路12の検出する所定回転数は、第1図に示す比較器
11の十人力電圧となつている基準電圧Vr3を変えれ
ば可変できる点、第2の演算回路21の特性を、演算回
路9のそれと合わせておけば、点火時期(角度位置04
)が機関の要求に応じて進んでいくのに合わせて、通電
開始時期(角度位置θ5)を進めていくことが可能でこ
うすれば、進角・中も通電角が一定に保たれる点、更に
は角度位置05の進み方を角度位置θ4のそれよりも大
きくしておけば、回転数に応じて通電角を増大させるこ
ともできる点、などは本発明の特徴といえよう。第6図
に本発明による代表的な通電角特性をあげる。なお本実
施例では角度センサの出力が矩形波であつたが、それに
限定されることなく、磁気変化をサーチコイルで検出す
る方法なども考えられる。
また角度センサ1て第1、第2の角度位置θ1,θ2を
第2の角度センサ20て第3の角度位置0,を夫々検出
するようにしたが、例えば角度センサ1で01を、第2
の角度センサ20で02と03を夫々検出するようにし
てもよく、その組合せ方を変えること、更には角度セン
サの数を3ケにすること、あるいは単一の角度センサに
て実現することなどは何ら本発明に反するものてはない
。また本発明を2気筒低圧配電の点火装置に応用する場
合を考えれは、通電開始時期を演算する演算回路の演算
開始タイミングを相手気筒の進角度零のときの角度位置
に選べば、本発明を実施するにあたり、あらたに角度セ
ンサを必要としないためさらに容易に実現可能である。
このときの動作波形図は第6図のようになる。なお3気
筒以上の機関に対しても同様である。以上述べたように
本発明によれば、所定の回転数以下では第2の角度位置
から点火コイルの通電を始め第1の角度位置でしや断し
このしや断時に点火する手段と、上記の所定の回転数以
下では第5の角度位置から上記点火コイルの通電を始め
第4の角度位置でしや断しこのしや断時に点火する手段
とを有してなり、高速域では、点火コイルの通電開始時
期を第5の角度位置に切替えることにより、非常に簡単
な構成で高速域での点火コイルの2次出力電圧の不足を
補充し得ると同時に、点火時期の切替えも行なうことが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来装置の電気回路図、第2図は第1図のもの
の動作波形図、第3図は従来装置の特性図、第4図は本
発明の一実施例を示す電気回路図、第5図は第4図のも
のの動作波形図、第6図は第4図のものの特性図、第7
図は他の実施例を示す動作波形図である。 1,20は角度センサ、9,21は演算回路、12は回
転数検出回路、なお図中同一符号又は相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 機関の回転と同期して、この機関の第1の角度位置
    にて角度信号を発生する手段と、上記機関の要求する最
    大進角度のときの点火時期よりも前に進んだ第2の角度
    位置にて角度信号を発生する手段と、この第2の角度位
    置よりも更に進んだ第3の角度位置にて角度信号を発生
    する手段と、上記第2の角度位置信号によつて演算を開
    始し上記機関のパラメータに対応して上記第1の角度位
    置よりも所定角進んだ第4の角度位置を演算する第1の
    演算回路と、上記第3の角度位置信号によつて演算を開
    始し上記パラメータに対応してこの第3の角度位置より
    も所定角おくれた第5の角度位置を演算する第2の演算
    回路と、上記機関の所定の回転数を検出する回転数検出
    回路とを備え、上記所定の回転数以下では上記第2の角
    度位置から点火コイルの通電を始め上記第1の角度位置
    でしや断しこのしや断と同時に点火する手段と、上記所
    定の回転数以上では上記第5の角度位置から上記点火コ
    イルの通電を始め上記第4の角度位置でしや断しこのし
    や断と同時に点火する手段とを構じたことを特徴とする
    内撚機関点火装置。
JP54113656A 1979-09-04 1979-09-04 内燃機関点火装置 Expired JPS6053187B2 (ja)

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Cited By (1)

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