JPS62170775A - 内燃機関の点火装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、（ａ）クランク軸の回転に同期してパルス発
生器が角度パルスと基準パルスを発生し、（ｂ）クラン
ク軸の回転の第１の角度間隔内で、速度値を決定するた
めに、ある基準時間中にクロックパルスをカウントする
と同時に、負荷値を多ビット値に変換し、 （ｃ）速度値と負荷値に従って、固定値を格納する特性
フィールド格納器がサンプリングされ、（ｄ）特性フィ
ールド格納器の格納値の関数として点火カウンタがプリ
セットされ、その点火力ウンタは点火信号のためのスイ
ッチングパルスを生じ、 （ｅ）基準時間の終りに速度値と負荷値がバッファに格
納され、 （ｆ）特性フィールド格納器は点火角度を決定するため
に多ビット点火値を有し、 （ｇ）与えられた角度値に対して、予め調整できる点火
カウンタが特定の多ビット点火値でプリセットされる、
内燃機関の点火装置に関するものである。

〔従来の技術およびその問題点〕

前記したような種類の点火装置は火花点火式の内燃機関
（オツトーエンジン）および自動点火式内燃機関（ディ
ーゼルエンジン）に適する。前者の場合には、点火信号
は点火プラグのための電圧信号であり、後者の場合には
点火信号は噴射ポンプのためのトリガ信号である。

従来の点火装置の場合には、点火識別フィールドが粗速
カスクリーンおよび負荷スクリーンに格納されている。

点火特性フィールドの格納されている値をマイクロプロ
セッサへ送り、かつ補間計算により特定の点火角度が得
られる。高速時には、回転期間中に利用できる時間内に
その計算を行うことができないために、その点火装置は
時間的な限界に達する。このことは、点火値の付加的な
修正を、温度値と、燃料の組成とくにオクタン価との少
なくとも一方の関数として行わなければならない時に、
とくにそうである。

前記したような種類の点火装置が西独特許出願公開第２
８４５０２４号明細書に記載されている。

その点火装置には別の特性値についての考慮が払われて
いない。しかし、基本的な特性フィールドはエンジンの
最適な動作を可能にしないことが明らかである。

西独特許出願公開第３１１６５９３号明細書に、個々の
エンジンに応じて修正された点火値がある修正フィール
ドに格納される、特定のエンジンデータの永久的に格納
されている基本的な特性フィールドの適用を行うもので
ある。その格納装置は読出し／書込み記憶装置として構
成される。特定のエンジンに適用されるその修正特性フ
ィールドが特性フィールドとして用いられる。格納され
ている値をエンジンに任意に適用することはそれには行
われていない。

本発明の目的は、高速時において利用できる時間中に、
必要な修正値を考慮しつつ点火値の決定を可能にするよ
うに、高い検出速度を有する点火装置を得ることである
。

〔問題点を解決するための手段〕

前記のような種類の点火装置において、その目的は下記
の諸特徴により達成される。

（ｈ）角度パルスがクロックパルスとして利用されるこ
と。

（ｉ）固定値も格納される修正フィールド格納器が、温
度／負荷／速度特性フィールドと、オクタン価／負荷特
性フィールドとの少なくとも一方に配置されている多ビ
ット修正値を含むこと。

（ｊ）次の修正角度期間中に点火カウンタのカウント値
が、多ビット修正値により加算するように、または減算
するように修正されること。

（ｋ）与えられた角度値において、点火カウンタが可能
状態にされ、あふれが生ずるまで角度パルスがカウント
され、あふれパルスがスイッチングパルスとして点火を
開始すること。

〔作　用〕

本発明の点火装置は、格納場所における完全な点火特性
フィールドに対して、特定の点火値および修正値が多ビ
ット値として読出し専用記憶装置（ＲＯＭ）に格納され
る点が従来の技術と異なる。

クランク軸の回転の角度分鮮度を１度にしたいとすると
、８ビット点火値を必要とする。それらの８ビット点火
値は特性フィールド格納装置に格納できる。特性フィー
ルドの速度増分および負荷増分を必要な小ささで決定す
ることも可能である。

決定された速度の場合に、必要とするより高い速度分解
度を得るために、より小さい、またはより大きい速度分
解度を与えることができる。また、本発明の点火装置に
より、鋭い勾配の低い速度特性線の範囲において実現で
きる。

多ビット点火値の修正によりエンジン温度、とくに冷却
水温度と吸気温度の少なくとも一方を考慮に入れること
ができる。また、燃料の組成とくにオクタン価の関数と
して修正を行うことができる。それらの修正値は特殊な
修正特性フィールドから得られる。それらの修正特性フ
ィールドに対しては、速度増分と負荷増分を粗に選別す
るだけで十分である。修正された点火値を得るように、
クランク軸の回転のある角度期間中に、点火カウンタ内
の多ビット点火値に関して、符号を修正するようにして
修正値が加えられる。そうするとその点火値はある与え
られた角度値においてすぐ利用でき、その角度値におい
て点火カウンタを可能状態にできる。

別の動作パラメータを考慮に入れるために、第１の角度
期間中に吸気圧値と、冷却水温度と、空気温度値との少
なくとも１つを同時にデジタル値に変換し、それらの値
を一時的に格納できる。

基本的な特性フィールドの修正を行うことができ、修正
特性フィールドは温度依存速度一負荷特性フィールドと
パラメータ依存速度一負荷特性フイールドを粗スクリー
ンに含む。

高速時における各クランク軸回転中の評価が確実に行わ
れて、特性フィールドの多重サンプリングが行われる。

迅速な修正が確実に行われ、修正角度期間中に多ビット
修正値が高い周波数において点火カウンタで符号を修正
するようにしてカウントされる。

コイル点火によるオツトーエンジンの場合には、低速時
における点火コイルの負荷をできるだけ小さくするため
に、閉成時間を制御する必要がある。

そのために、本発明は、点火コイル電流測定回路を速度
依存閉成時間特性フィールドの入力端に接続し、閉成時
間特性フィールドの多ビット閉成時間値が閉成時間カウ
ンタに作用するようにする。

本発明に従って、閉成時間カウンタは点火装置に完全に
一体にされる。

各点火パルスの直後に閉成時間が決定され、スイッチン
グパルスにより閉成時間カウンタがプリセットされ、そ
のカウンタが動作させられて角度パルスをカウントし、
あふれ値に達した時にコイルミ流のだめのパルスを生ず
る。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。

本発明の点火装置は論理回路、カウンタおよびバッファ
を含むプロセッサ１と、主記憶装置２とを有する。この
主記憶装置２は読出し専用記憶装置（ＲＯＭ）で構成さ
れ、基本的な値と特性カーブの種々のフィールドがこれ
に格納される。上記プロセッサ１は入力値に対するイン
ターフェイス回路と出力値に対するインターフェイス回
路を有している。

入力部はギヤ・リムインターフェイス３を有する。この
インターフェイス３はクランク軸、またはそれに連結さ
れているギヤ・リムから歯パルス（ｔｏｏｔｈ　ｐｕｌ
ｓｅｓ）をとり出す。回路４が、点火装置の電源投入後
に、動作電圧を与えて全てのカウンタを初期値にセット
する。発振器５はクロックパルスを供給する。スロット
ル弁スイッチ６が、あるスロットル弁位置に対して点火
角を調整するために、スロットル弁の位置のだめの信号
を供給する。圧力インターフェイス７が吸気マニホルド
内の圧力を測定する。エンジン温度とくに冷却水温度が
回路８において検出される。回路９が吸気温度を検出す
る。スイッチ１０により、燃料のオクタン価またはその
他の特性値を手動で調整できる。電流測定回路１１が特
定の点火コイルを流れる電流を測定する。

出力値が次のインターフェイス回路において与えられる
。回路１２が速度値を速度カウンタへ送る。端部段１３
，１４．１５が特性の電流を点火コイルへ与える。端部
段の数は内燃機関のシリンダ数に関係する。機械的な配
電の場合には、ただ１つの端部段を必要とする。最後に
、スラスト切離しのだめのインターフェイス回路１６が
存在する。

プロセッサ１は完全に集積化されたモジュールとするこ
とができる。そのモジュールは必要な論理回路、バッフ
ァおよびカウンタを含む。詳しくいえば入力信号はまと
めて処理される。これについては以下に説明する。

ギヤ・リム・インターフェイス３が歯パルスを生ずる。

クランク軸が１回転する間の歯パルスの数はギヤ・リム
たとえば始動器ギヤ・リムの歯の数に関係する。その歯
の数は内燃機関により異なるが、全ての内燃機関に対し
て点火装置を同様に設定できるように、等しい増分で角
度パルスを与えるならば便利である。クランク軸が１回
転するときにちょうど３６０個のパルスが得られるよう
に、すなわち、クランク軸が１度回転する毎に１個の角
度パルスを発生させることがとくに実際的である。パル
ス周波数を適合させるため、高周波発振器１７が設けら
れる。この発振器は歯パルスにより制御される。掛算器
１８においては、歯パルスの対応する掛算により角度パ
ルスが得られる。

角度パルスはたとえばクランク軸の１度の回転ごとに発
生される。また、掛算器１８においては基準パルスの検
出が行われる。それにより基本角度値が決定される。

決定された角度値において、または決定された角度間隔
内で特定の動作サイクルを行えるようにするために、決
定された角度値において制御段１９がスイッチング信号
を発生する。制御段１９の出力信号がバス２０を介して
対応する入力端子、とくに特定のバッファおよびカウン
タの入力端子に与えられる。それらの制御入力について
の詳しい説明は省略する。

発振器５はパルス段２１と協働する。時間軸カウンタ２
２が動作させられた後で１つの時間軸を得ることができ
るように、パルス段２１のクロックパルスが時間軸カウ
ンタ２２においてカウントされる。時間軸カウンタ２２
が速度カウンタ２３を動作させる。与えられた時間軸中
の各クランク軸回転の対応する角度間隔中に速度カウン
タ２３はカウントする。このようにして速度カウンタ２
３により得られたカウント値は内燃機関の回転速度に正
比例するから、速度を表す。基準時間が経過した後は速
度カウンタ２３のカウント値はバッファ２４に格納され
る。そのバッファ２４の内容がマルチプレクサ２５で検
索される。このマルチプレクサは、制御段１９による対
応するクロック制御の下に、バッファ２４をサンプリン
グして平均値を主記憶装置２へ送る。

スロットル弁スイッチ６の位置が極性段２６において検
出される。その極性段２６の出力が、対応する駆動条件
の下において圧力検出を行わせる。

吸気マニホルド圧が圧力インターフェイス７においてア
ナログ値として検出される。このアナログ圧力値は、遅
延時間を調整できる遅延段２７へ与えられる。この遅延
段２７の遅延時間はパラメータに依存して変えられる。

それらのパラメータは加速度、減速度、負荷、ブッシン
グ動作、エンジン温度等のようなエンジンの複数の運転
条件を考慮に入れる。遅延段２７の遅延時間を適切に調
整することにより、圧力変化に対する応答時間に影響を
及はして、内燃機関の駆動挙動を改善する。

遅延段２７の制御値がスイッチング段２８において発生
される。遅延段２７の出力信号がマルチプレクサ２９へ
与えられる。そのマルチプレクサ２９の出力端子にＡ−
Ｄ変換器３０が接続される。

圧力値がバッファ３１と３２に格納される。マルチプレ
クサ３３がバッファ３２の内容をサンプリングする。バ
ッファ３１内の圧力値が速度カウンタ２３のカウント値
に組合わされて、別のバッファ３４．３５に格納される
。バッファ３５は、内燃機関の負荷および速度に対して
、組合わされた多ビット値を自由に保持する。その組合
わされた値は必要な修正を行うために用いられる。

回路８はエンジン温度のアナログ値を生ずる。

そのアナログ値は、マルチプレクサ２９を介してＡ−Ｄ
変換器３０に加えられ、ここでデジタル値に変換される
。このディジタル値はバッファ３６゜３７へも送られる
。また、吸気温度に対する信号が回路９により発生され
、マルチプレクサ２９を介してＡ、−Ｄ変換器３０に加
えられ、ここでデジタル値に変換されてからバッファ３
８．３９に自由に保持される。

スイッチ１０により調整されたオクタン価がバッファ４
０へ送られる。また、点火コイル電流のためにバッファ
４１が設けられる。点火コイルのコイルに電流が電流測
定回路１１において各点火ごとに検出され、比較器４２
において調整値と比較される。その比較の結果に従って
、調整段４３の調整値が変えられる。その値はバッファ
４１に格納される。それらの値の検出およびデジタル変
換は基準時間内で同時に行われる。

主記憶装置２は特性カーブ４４の基本フィールドを含む
。そのフィールドは速度増分と負荷増分に分けられる。

速度増分と負荷増分により識別される格納場所に多ビッ
ト点火値が格納される。それらの値はクランク軸の回転
角度で点火角度を決定する。このためには通常８ビット
で十分である。

速度増分の数は希望する分解度および利用できる記憶容
量に依存する。たとえば２５６個の速度増分と６４個の
負荷増分を定めることができる。とくに、決定されてい
る速度の場合に、所要の分解度を向上させるために、よ
り小さい速度段階を得ることも可能である。

更に、主記憶装置２は複数の修正特性フィールドを含む
。それらのフィールドは比較的粗に段階＝　　１６　− づけられた速力増分に従って配置される。種々の温度値
、とくに種々の吸気温度値およびエンジン温度値に対し
て、およそ１６個の修正特性フィールドを設けることが
できる。更に、オクタン価のための修正特性フィールド
４６が設けられる。最後に、主記憶装置２は閉成時間特
性フィールド４７を含む。このフィールドは、速度増分
および電流値の関数とじて、閉成時間ｔに対する多ビッ
ト閉成時間を含む。

それらの特性フィールドは多重化技術に従ってサンプリ
ングされる。最初に基本的な特性フィールド４４がサン
プリングされる。

多ビット値はプロセッサ１のトリガ部へ送られる。そこ
に点火カウンタ４８が設けられ、その点火カウンタへ特
定の多ビット点火値が基本的な点火値およびプリセット
値として送られる。点火カウンタ４８に修正カウンタ４
９が組合わされる。

その修正カウンタは修正特性フィールドの多ビット値を
とる。それらの修正値は高いカウント周波数で点火カウ
ンタ４８へ符号を修正するようにして、すなわち、加算
的または減算的に送ることができる。ある決定された角
度値において点火カウンタ４８は動作可能にされ、角度
パルスがそれを動作させる。あふれ値に達すると、スイ
ッチングパルスが距離カウンタ５０へ送られる。この距
離カウンタ５０は内燃機関のシリンダ数に従ってスイッ
チングパルスを発生する。実際に、各クランク軸回転ご
とに点火カウンタ４８はちょうど１個のスイッチングパ
ルスを発生する。距離カウンタ５０の後段に配電器５１
が設けられる。この配電器５１は閉成時間カウンタ５２
，５３．５４へスイッチグパルスを分配する。全電子配
電式の６気筒エンジンにおいては、３個の閉成時間カウ
ンタを特徴とする特定の閉成時間カウンタ５２゜５３．
５４のためのプリセット値として特定の多ビット閉成時
間値をバッファがサンプリングできるように、そのバッ
ファはその多ビット閉成時間値を保持する。閉成時間カ
ウンタ３２．　３３゜３４の特定の出力信号が端部段１
３，１４．１５へ与えられる。それらの端部段は各場合
に点火コイルへ電流を与える。最後に、スラスト切離し
のための段５６が設けられる。

次に、この点火装置の動作を説明する。掛算器１８にお
けるギヤ・リム・インターフェイスから始ってクランク
軸回転の基準角度値に対して角度パルスと基準パルスが
発生される。

クランク軸回転が種々の角度間隔に分割され、その角度
間隔の間、に種々の処理を行って、点火信号のためのス
イッチングパルス用のスイッチング信号を利用できるよ
うにできる。一般に、クランク軸回転は下記の角度間隔
に分けることができる。

角度値０　　基準角度 角度間隔ａ　基本的な値の入力 角度間隔ｂ　基準時間中の速度値の検出、圧力値と温度
値のＡ−Ｄ変換 角度値Ｃ点火カウンタへの基本的な点火値の転送 角度値ｄ　　閉成時間格納 角度間隔ｅ　基本的な点火値の修正 角度値ｆ　　点火カウンタの動作可能化、次に点大信号
に対するスイッチング・パル スの発生、および閉成時間カウンタ のプリセットと動作可能化。

角度間隔中の基準角度０に続いて、基本的な値がプロセ
ッサへ入力される。それは装置に依存する。

角度間隔すの間は速度値が決定され、圧力値がデジタル
値に変換される。それらの値はバッファ２４．３５，３
２．３７．３９に保持される。多重化サンプリングによ
りそれらの値は入力アドレスとして主記憶装置２へ送ら
れる。角度値Ｃにおいては、基本的な特性フィールド４
４の基本的な点火値がプリセット値として点火カウンタ
４８へ送られる。

角度値ｄにおいては、閉成時間特性フィールドの閉成時
間値がバッファ５５へ送られる。修正特性フィールド４
５．４６の修正値が、角度位置ｅの間に修正カウンタ４
９へ送られ、基本点火値とプリセット値が修正されるよ
うに、高いクロック周波数で点火カウンタ４８へ符号を
修正するようにして送られる。

角度値ｆにおいては、角度パルスがカウントされるよう
に点火カウンタ４８が動作可能状態にされる。点火カウ
ンタ４８がオーバーフローすると点火信号発生のための
スイッチングパルスが発生される。そのスイッチングパ
ルスは距離カウンタ５０を動作させ、配電器５１を介し
て最後に適切な閉成時間カウンタへ与えられる。それに
より、コイル電流が断たれるように、特定の閉成時間カ
ウンタの出力信号が断たれる。

また、特定の閉成時間カウンタ５２．　５３゜５４がプ
リセットされ、動作させられる。バッファ５５は特定の
閉成時間値を利用できるようにする。その閉成時間値は
プリセット値として特定の閉成時間カウンタへ送られる
。基準値がら始って、角度値が閉成時間カウンタにおい
てカウントされる。あふれ信号は端部段１３，１４．１
５のスイッチングのためのスイッチング信号を表すがら
、コイル電流が流される。点火カウンタの引き続くスイ
ッチングパルスが特定の閉成時間カウンタに作用して、
コイル電流を断つまでコイル電流は流れる。

コイル電流は電流測定回路］１において測定される。比
較回路４２がコイル電流の測定値を調整段４３における
プリセット値と比較する。プリセット値に達すると、隣
りの段４３のプリセット値が１増分だけ減少させられる
。他の場合はそのプリセット値は増加させられる。その
閉成時間に従って、特性フィールド４７はサンプリング
されて、閉成時間が最適な値に永久に保たれるようにす
る。

この点火装置はスラスト切離しと、速力制限およびその
他の機能を行う段も有することができる。

それら段は周知のものであるから、それについての説明
は省略する。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の内燃機関の点火装置のブロック図である。 １・・・プロセッサ、２・・・主記憶装置、３・・・ギ
ヤ・リムインターフェイス、５．１７・・・発振器、６
・・・スロットル弁スイッチ、７・・・圧力インターフ
ェイス、８・・・温度測定回路、１０・・・スイッチ、
１８・・・掛算器、１９・・・制御段、２１・・・パル
ス段、２２・・・時間ベースカウンタ、２３・・・速力
カウンタ、２４・・・バッファ、２６・・・極性段、２
７・・・遅延段、３０・・・Ａ−Ｄ変換器、４２・・・
比較回路、４８・・・点火カウンタ、４９・・・修正カ
ウンタ、５０・・・距離カウンタ、５２・・・５３．５
４・・・閉成時間カウンタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（ａ）クランク軸の回転に同期してパ ルス発生器が角度パルスと基準パルスを発生し、（ｂ）
   クランク軸の回転の第１の角度間隔内で、速度値を決定
   するために、ある基準時間中にクロックパルスをカウン
   トすると同時に、負荷値を多ビット値に変換し、 （ｃ）速度値と負荷値に従って、固定値を格納する特性
   フィールド格納器がサンプリングされ、（ｄ）特性フィ
   ールド格納器の格納値の関数として点火カウンタがプリ
   セットされ、その点火カウンタは点火信号のためのスイ
   ッチングパルスを生じ、 （ｅ）基準時間の終りに速度値と負荷値がバッファに格
   納され、 （ｆ）特性フィールド格納器は点火角度を決定するため
   に多ビット点火値を有し、 （ｇ）与えられた角度値に対して、予め調整できる点火
   カウンタが特定の多ビット点火値でプリセットされる、 内燃機関の点火装置において、 （ｈ）角度パルスがクロックパルスとして利用され、 （ｉ）固定値も格納される修正フィールド格納器が、温
   度／負荷／速度特性フィールドと、オクタン価／負荷特
   性フィールドとの少なくとも一方に配置されている多ビ
   ット修正値を含み、（ｊ）次の修正角度期間中に点火カ
   ウンタのカウント値が、多ビット修正値により加算する
   ように、または減算するように修正され、 （ｋ）与えられた角度値において、点火カウンタが可能
   状態にされ、あふれが生ずるまで角度パルスがカウント
   され、あふれパルスがスイッチングパルスとして点火を
   開始することを特徴とする内燃機関の点火装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の点火装置であって、第
   １の角度間隔中に、吸気圧の値と、冷却水の値と、空気
   温度の値との少なくとも１つがデジタル値に同時に変換
   されて、一時的に格納されることを特徴とする点火装置
   。 ３、特許請求の範囲第２項記載の点火装置であって、修
   正特性フィールドは粗スクリーンに温度依存およびパラ
   メータ依存速度一負荷特性フィールドを含むことを特徴
   とする点火装置。 ４、特許請求の範囲第３項記載の点火装置であって、特
   性フィールドの多重サンプリングが行われることを特徴
   とする点火装置。 ５、特許請求の範囲第４項記載の点火装置であって、修
   正角度期間中に多ビット修正値が点火カウンタにおいて
   符号を修正してカウントされることを特徴とする点火装
   置。 ６、特許請求の範囲第５項記載の点火装置であって、速
   度依存閉成時間特性フィールドの入力端にコイル電流修
   正回路が接続され、閉成時間特性フィールドの多ビット
   閉成時間値が閉成時間カウンタに作用することを特徴と
   する点火装置。 ７、特許請求の範囲第６項記載の点火装置であって、時
   間閉成時間カウンタはスイッチングパルスによりプリセ
   ットされ、かつ可能状態にされて角度パルスをカウント
   し、あふれ値に達した時にそのカウンタはコイル電流に
   対するパルスを発生することを特徴とする点火装置。