JPS62225771A - 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〕 本発明は内燃機関の点火装置に関し、特にディストリビ
ュータレスイグニッション（ＤＬＩ）における吸気行程
末期に点火プラグ清浄用放電を行なう形式のＤＬ１点火
装置において、清浄用放電の放電開始時期を吸気行程末
期の回転角センサがらのＮＥ倍信号よる割込みが発生し
た時刻とし、エンジン回転数等の運転条件に無関係に一
定とすることにより、コンピュータによる清浄放電開始
時期を演算する時間を短縮しエンジン回転数の高い領域
での制御性を向上させるようにした内燃機関の点火装置
に関する。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題点〕従来
、ＤＬＩを有する内燃機関の点火装置においてはエンジ
ンコントロールコンピュータ（ＥＣＵ）により点火プラ
グの着火用と清浄用放電が所定の条件のもとで制御され
るようになっている。

この清浄用放電によって点火プラグの（すぶりに対処し
ているが、清浄用放電の印加タイミングあるいは清浄放
電用コイルの有無等により種々の方式が提案されている
。一般に、着火用放電は圧縮行程末期に、清浄用放電は
吸入行程末期に行われており、これらのタイミングはＥ
ＣＵ内のマイクロプロセッサにより演算される。しかし
ながら、この演算は各センサからの検出信号にもとづい
て行われるので結果を出力するまでに若干の時間を要し
ている。このため、例えばエンジン回転数の高い運転域
では燃料噴射などの制御が遅れることがあり、これが原
因で混合気のリーンずれあるいはリンチずれを起こし有
害排気ガスの増大を来たしたり時には失火を招きドライ
バビリティや燃費を悪化させる問題があった。

〔実施例〕

第１図は本発明に係る内燃機関のＤＬ１点火装置の一実
施例ブロック図である。本実施例は４気筒エンジンの場
合であり、図において、１はエンジンを電子制御するた
めのエンジン・コントロール・コンピュータ（Ｅ　ＣＵ
）であり、マイクロプロセッサ１１、波形整形回路１２
、振分回路１３により構成され、エンジンに取り付けら
れた回転角センサ８、吸気圧力センサ９、水温センサ１
０、スタータスイソチロ、スロットル開度センサ７から
の検出信号に基づいて、イグナイタ２１，２２を制御す
る信号および燃料噴射弁５を制御する信号を出力するも
のである。即ち、ＥＣＵｌからは点火プラグの振分けを
行う振分信号ｉＧｄと、着火放電用制御信号１Ｇｔｌと
、清浄放電用制御信号１Ｇｔｚと、フェイル信号ｉＧｆ
、および１Ｇｆｚを出力する。

２１および２２はイグナイタであって、通常の使用では
イグナイタ２１は着火放電用、イグナイタ２２は清浄放
電用に使用し後段の点火コイルに大電流を供給するため
のパワートランジスタ２１１゜２１２および２２１，２
２２を備えている。また、３１および３２は点火コイル
、７１〜７４は高圧コード、４１〜４４は点火プラグで
ある。

第２図は第１図に示すイグナイタ２１の詳細回路図であ
る。図に示す如く、ＥＣＵｌから振分信号ｉＧｄと着火
放電用制御信号１Ｇｔ１が入力され、これらと反転振分
信号■「とをＡＮＤ回路２１４および２１５に入力する
。ＡＮＤ回路はＮｏｌ、４気筒のグループの１Ｇｔｌと
ＮＯ２，３気筒のグループのｉＧＬ＋に振り分け、これ
らをパワートランジスタ２１１および２１２のベースに
供給し、パワートランジスタ２１１および２１２は点火
コイル３１および点火コイル３２の一次電流をスイッチ
ングする。また、パワートランジスタ２１１および２１
２のコレクタ電圧をそれぞれ単安定マルチバイブレーク
２１６゜２１９にフィードバックされこれらの単安定マ
ルチバイブレータでワンショットさせ、その信号をＯＲ
回路２１０で結合しフェイル信号ｉＧｆ、とじてＥＣＵ
ｌに入力する。この回路の抵抗２１７，２１８はもう一
方の清浄放電用イグナイタ２２のコレクタ電流が流れ込
むのを防止し、かつ各々のパワートランジスタ２１１，
２１２，２２１．２２２がスイッチング動作を行ってい
る信号を取り出すためのものである。イグナイタ２２も
同様の回路構成であるため説明を省略する。

第３図は第１図に示す振分回路の詳細回路図、第４は１
はその信号タイミングチャートである。第４図において
ａ、ｂ、ｃ、ｄは各点における信号波形である。第３図
において、１３１はＡＮＤ回路、１３２はフリップフロ
ップ回路、１３３．１３４ａ〜１３ｃはＮＯＲ回路、１
３５はカウンタである。ＮＥは回転角センサ８からのエ
ンジン回転数信号、Ｇは同様に回転角センサ８からの信
号である。またｃｐｕｆはマイクロプロセッサから出力
されるフェイル時の信号、マイクロプロセッサからのｉ
Ｇｔ、は着火放電用制御信号である。ＣＰＵの正常時に
あってはｃｐｕｆはローレベル（Ｌレベル）であるため
トランジスタ１３７はオフし、入力の一方がＨレベルと
なるのでＮＯＲ回路１３３の出力は第４図ｄの如くＬレ
ベルである。従って着火用制御信号１ＧｔｌとＡＮＤ回
路１３１の出力ｅ、即ち、１Ｇｔｉとは一致し、通常の
動作が行われる。この時振分信号ｉＧｄも破線で示すタ
イミングでイグナイタに出力される。

一方、フェイル時はｃｐｕ　ｆはＨレベルであり、この
時トランジスタ１３７はオンとなりＮ０Ｒ１３３の一方
に■、が入力されるためこのＮ０Ｒ１３３はインバータ
として働く。また、カウンタ１３５では単安定マルチパ
イブレーク１３９ａ、　１３９ｂによりＧ信号の立上り
、立下りで作られるリセット信号が入力され、この結果
、Ｇ信号の立上りあるいは立下りよりＮＥ倍信号カウン
トアツプされＱ０〜Ｑ３に出力される。

これによってＮ０Ｒ１３４ａから信号すがＮ０Ｒ１３４
ｂから信号Ｃが出力される。従って第４図の信号ｄで示
される波形が得られる。ｄのＨレベルとＬレベルのスイ
ッチングによってＡＮＤ回路１３１は着火用制御信号ｉ
Ｇｔ、がフェイル時にはＨレベルであるためｅの破線で
示す出力波形を得る。従って振分信号ｉＧｄは実戦で示
すタイミングでイグナイタに出力される。また、マイク
ロプロセッサ１１からの出力線１０１．１０２にｉＧｔ
＋と１Ｇｔｚを１時間毎に切り換えて出力することによ
って、低温３０℃以下のアイドル開度でしか作動しない
ため熱負荷の少ない清浄放電用のイグナイタを着火放電
用として有効利用し、着火放電用のイグナイタの熱負荷
を軽減して熱破壊しやすいパワートランジスタの信頼性
を大幅に向上させることができる。

第５図は本発明に係る内燃機関の点火装置のフェイル処
理フローチャートである。前述のイグナイタ２１２２か
らのパワートランジスタのフェイル信号１Ｇｆｌおよび
１Ｇｆｚを基にＥｃｕ　ｌ内では図示の如き手順により
フェイル処理を行う。即ち、このフローはｉＧｔ＋の立
下りで割込みが発生しくステップ１）、まずｉＧｆ＋が
Ｈレベルであるかを確認しくステップ２）、Ｌレベルな
らばＣ１Ｇｆ＋　　（フェイルカウンタ）に１を加え（
ステップ３）、次に１ＧｆｚがＨレベルであるか否かを
確認しくステップ４）、ＬレベルならハＣＩＧｆｔ　　
（フェイルカウンタ）に１を加える（ステップ５）、次
にＣ４Ｇｆ＋およびＣ’＋［；ｆｚを４００サイクルと
比較しくステップ６．７）ＣｉＧｆ＋　が４００サイク
ル以上かツＣ１Ｇｆｚが４００サイクル以下の時ｉＧｈ
をｉＧＪと同一の時刻で出力しくステップ８）　、Ｃ１
Ｇｆ、　≧４００かつＣ１Ｇｆ１＞４００の時燃料噴射
弁５への制御信号を出力せずに燃料カットを行い（ステ
ップ９）　、Ｃ１Ｇｆ、　≦４００の時期は通常通りｉ
ＧＬ＋、　１Ｇｔｚをそれぞれのタイミングで出力する
（ステップ１０）。

第６図は第１図装置のフェイル処理の信号タイミングチ
ャートである。チャートの左側はイグナイタ２１および
２２が正常に作動している時であり、右側は例えばイグ
ナイタ２１がフェイルを起こした時である。フェイル時
は１Ｇｔ２が破線で示されるタイミングで出力するとこ
ろをソフトウェアにより強制的にｉＧｔ、と同じタイミ
ングで出力されるようになりイグナイタ２２が着火放電
用として作動することになる。このようにして着火放電
用のイグナイタ２１がフェイルを起こした時に清浄放電
用のイグナイタが着火放電用として使われることによっ
て車輌の走行不能を防止することは勿論、燃費、出力、
ドライバビリティの悪化を防止することができる。尚、
本図において斜線のパルスは清浄放電を示し各パルスの
数字は気筒番号を示し、Ｂは各トランジスタのベース電
圧、Ｃは各トランジスタのコレクタ電流を示している。

第７図（ａ）、（ｂ）は本発明に係る内燃機関の点火装
置の制御フローチャートである。

（ａ）は各気筒の９０°ＢＴＣで割込みが発生しくステ
ップ１）、それぞれのセンサにより回転角、吸気圧力、
スロットル開度、水温を読み込む（ステップ２）。次に
前回割込みが発生した時間と今回の割込みが発生した時
刻から回転数を計算する（ステップ３）。次に回転数、
吸気圧力、冷却水温の情報から着火時期マツプによりそ
の時の着火時期を演算する（ステップ４）。次にコンベ
アレジスタに着火放電を開始する時刻をセットするクラ
ンク角（ＣＬＯＦＦ）　とそのクランク角から着火放電
を開始するまでの時間（ＴＯＦＦ）をＲＡＭに格納する
（ステップ５）。そして着火時期を基に点火コイルの一
次電流を通電を開始する時刻をセットするクランク角（
ＣＬｏｓ）　とそのクランク角から通電を開始するまで
の時間（ＴＯＮ）をＲＡＭに格納しくステップ６．７）
、メインルーチンにリターンする（ステップ８）。

（ｂ）はクランク角センサの３０°信号、即ち、クラン
ク角センサより出力されるエンジン１回転に１２個の３
０°毎の信号、によって割込みが発生しくステップ１）
、そのクランク角が各気筒の２４０”ＢＴＣか否か判断
する（ステップ２）。

２４０’ＢＴＣならば１ＧＬｚをハイレベル（Ｈ）にセ
ラ１−Ｌ（７！、テップ３）、清浄放電のための点火コ
イルの一次電流の通電を開始させ、２４０″ＢＴＣでな
ければステップ３をジャンプする。次にクランク角が各
気筒の１８０°ＢＴＣか否か判定する（ステップ４）。

もし１８０°ＢＴＣならば１Ｇｔ２をローレベル（Ｌ）
にリセットしくステップ５）清浄放電のための点火コイ
ルの一次電流を遮断し、１８０’ＢＴＣでなければこの
動作をジャンプする。

次にクランク角がＣＬＯＮと一致するかどうが判定する
（ステップ６）。クランク角−ＣＬｏ、ならばそのクラ
ンク角から着火放電のための一次電流をオンするまでの
時間Ｔ。Ｈをコンベアレジスタにセットしくステップ７
）、クランク角がＣＬｏＮでなければこの動作をジャン
プする。そしてクランク角がＣＬ、□と一致するかどう
か判定する（ステップ８）。

クランク角＝ＣＬｏｒｒならばそのクランク角がら着火
放電のために一次電流を遮断（ＯＦＦ）するまでの時間
Ｔ。ＦＦをコンベアレジスタにセットしくステップ９）
、メインルーチンにリターンする（ステップ１０）。ク
ランク角≠ＣＬＯＦＦならばこの動作をジャンプしメイ
ンルーチンにリターンする。

以上のように着火放電は、角運転状態毎に演算した通電
開始時期および放電開始時期に応じてセットされたコン
ベアレジスタの内容と、マイクロプロセッサ１１で作り
出しているソフトタイマが一致した時にｉＧｔ、信号と
してイグナイタ２１に出力される。これに対して清浄放
電の通電開始時期および放電開始時期は各運転状態に無
関係にそれぞれ各気筒の２４０°ＢＴＣおよび１８０°
ＢＴＣとなる一定のクランク角になった時にｉＧｔ、信
号としてイグナイタ２２に出力される。

〔発明の効果〕

本発明によれば、内燃機関の点火装置においてエンジン
回転数が高い運転域においてエンジンコントロールコン
ピュータにおける清浄放電の演算時間を短縮できその結
果燃料噴射などの制御の遅れを防止することができドラ
イバビリティや燃費の悪化を防止することができると共
に制御プログラムの容量を削減することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る内燃機関の点火装置の一実施例ブ
ロック図、 第２図は第１図装置のイグナイタ詳細回路図、＠３図は
第１図装置の振分回路の詳細回路図、第４図は第３図回
路の信号タイミングチャート、第５図はフェイル時の制
御フローチャート、第６図は第１図装置の信号タイミン
グチャート、および 第７図は本発明に係る制御フローチャートである。 （符号の説明） １・・・エンジン・コントロール・コンピュータ５・・
・燃料噴射弁 ６・・・スタータスイッチ ７・・・スロットルセンサ ８・・・回転角センサ ９・・・吸気圧カセンサ １０・・・水温センサ １１・・・マイクロプロセッサ １２・・・波形整形回路 １３・・・振分回路 ２１．２２・・・イグナイタ ３１．３２・・・点火コイル ４１〜４４・・・点火プラグ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、内燃機関の点火装置において、エンジンの各運転状
   態を検出する回転角センサ、吸気圧力センサ、水温セン
   サ、スタータ、スロットル開度センサを有し、これらか
   らの検出信号によって各運転状態に応じた着火時期およ
   び通電開始時期を演算し着火および清浄用の制御信号と
   して着火放電用制御信号と清浄放電用制御信号を出力す
   る電子制御手段と、前記制御信号に基づいて点火プラグ
   に高圧を発生させる点火コイルの一次電流をスイッチン
   グするイグナイタを備え、前記電子制御手段において前
   記着火放電用制御信号が上述の着火時期および通電開始
   時期を基にしたタイミングで出力され、清浄放電用制御
   信号が運転条件に無関係に所定のクランク角で出力され
   るようにしたことを特徴とする内燃機関の点火装置。