JPS6255459A - 電子的点火システム - Google Patents

電子的点火システム

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JPS6255459A
JPS6255459A JP61149859A JP14985986A JPS6255459A JP S6255459 A JPS6255459 A JP S6255459A JP 61149859 A JP61149859 A JP 61149859A JP 14985986 A JP14985986 A JP 14985986A JP S6255459 A JPS6255459 A JP S6255459A
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ignition system
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spark plug
voltage
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JP61149859A
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ジェームス・グリフィス・ウィーロック
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Teledyne Industries Inc
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/15—Digital data processing
    • F02P5/1502—Digital data processing using one central computing unit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/02—Advancing or retarding ignition; Control therefor non-automatically; dependent on position of personal controls of engine, e.g. throttle position
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)

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】 ［産業上の利用分野コ この発明は、内燃機関の点火システムに関するものであ
り、特に電子的な点火システムに関するものである。
［従来の技術］ 往復内燃機関はピストンが内部で往復運動をする１個以
上のシリンダーを具備している。ピストンは連結棒によ
ってクランクに連結され、それによってシリンダー内の
ピストンの往復運動はクランク軸を回転駆動する。
可燃ガス混合物はピストンの吸入工程中にシリンダーに
供給され、この可燃ガス混合物は次に圧縮工程中にピス
トンによって圧縮される。圧縮工程中またはその終り付
近において点火プラグが付勢され、可燃ガス混合物に点
火する。燃焼に続くガス混合物の膨張はピストンをシリ
ンダーヘッドからクランク軸の方向に駆動し、クランク
軸を所望のように回転するように駆動する。４サイクル
エンジンでは次のピストンの往復運動で燃焼生成物はシ
リンダーから排出され、その後上記サイクルが繰返され
る。
点火プラグに適切な付勢のタイミングを与えるために、
従来の大部分のシステムにおいてはエンジンクランク軸
と同期して回転するように設置されたディストリビュー
タ軸を有するディストリビュータを使用している。ディ
ストリビュータ軸にはカムが取付けられ、電気接点がカ
ムと協同動作をする。したがって、ディストリビュータ
軸の回転において、電気接点は点火プラグ、或いは多重
ビトンおよびシリンダーエンジンの複数の点火プラグの
それぞれの所望の付勢のための電気接触を形成し、また
は遮断を行なう。
電気接点が接続を形成するとき、点火変成器の１次コイ
ルはｔａに接続され、それは一時的に磁界中にエネルギ
を蓄積する。変成器の２次コイルは点火プラグに接続さ
れ、そのため１次コイルと電源との間の接続をしている
電気接点が遮断されるとき、１次コイルに蓄積されてい
たエネルギは２次コイル中に電流を誘起し、それは点火
プラグを通って放電し、したがって点火プラグは付勢さ
れる。付勢されるとき、点火プラグはスパークを生じ、
シリンダー中の燃料混合物に点火する。
これらの従来の点火システムは全て多くの共通の欠点を
有している。そのような点火システムの欠点の一つは機
械部品が摩耗したり破損したりして、しばしば保守や部
品の交換が必要になることである。そのようなシステム
はまた製作に費用がかかり、また重量が重いため航空機
のエンジンのような重量の制限の厳しい用途には好まし
くない。
しかしながら、従来のディストリビュータや、ディスト
リごュータカムや、接点や、その他の関連部品に置換す
る多くの電子的点火システムがすでに知られている。こ
れらの従来知られた電子的点火システムの典型的なもの
はエンジンのクランク軸の位置を表わすエンジンからの
入力信号を受けるマイクロプロセッサを備えている。マ
イクロプロセッサはクランク軸の位置の関数としてエン
ジン内の各点火プラグの付勢に最適の時間を計算する。
マイクロプロセッサは次に出力信号を発生し、それは電
子スイッチをオンに切替えて、点火プラグの所望の付勢
に先立って変成器の１次コイルをＮ源に接続する。点火
プラグの所望の付勢点において、マイクロプロセッサは
電子スイッチを開放し、そのため変成器の１次コイル中
に蓄積されていたエネルギは２次コイルを通って点火プ
ラグ中へ放電し、点火プラグを所望のように付勢する。
マイクロプロセッサはまた典型的にはエンジン速度が増
加するとき頂部死点の前に燃料点火を行なうようにプロ
グラムされている。
しかしながら、この従来の電子点火システムの欠点の一
つは点火変成器の１次コイルが電源に接続される点を決
定するためにマイクロプロセッサがクランク軸の回転位
置を利用していることである。結論として、ドウエル（
ｄｗｅｌｌ　）期間、すなわち点火変成器の１次コイル
が電源に接続される期間はエンジン速度の関数として変
化する。高い速度ではドウエル期間は低い速度よりもず
っと短くなる。したがって、高いエンジン速度で点火プ
ラグを点火できるような充分の電力を点火変成器の１次
コイルが確実に受けることができるようにするために、
ドウエル期間は比較的広いクランク軸のクランク角を含
まなければならない。これは低いエンジン速度では過剰
のドウエル期間をもたらすことになり、大きな電流を引
出して電力を無駄に消費させることになる。さらに、こ
のような大きな電流を引出すためには大きな電池が必要
で、それは点火システムの＠量を増加させることになる
。
これら従来の電子点火システムのさらに別の欠点は、多
くの用途において電源は一定のままではなく、上限と下
限との間で変化する。これらの従来のシステムはドウエ
ル期間を開始するためにクランク軸の回転位置のみを使
用するから、比較的低い電池電圧は点火変成器の１次コ
イルに対するエネルギの供給を不充分にし、特に高いエ
ンジン速度においてそれが著しい。そのような低い電池
電圧は点火プラグの付勢を不適切にし、エンジンの誤点
火を生じる。反対に電池からの比較的高い電圧は点火変
成器の１次コイルに対する電気エネルギの供給を過剰に
し、電力を無駄にする。
これら従来の電子点火システムのさらに別の欠点は、点
火の進行がエンジン速度の関数として点火システムによ
って自動的に変化することである。
航空機のような多くの用途において、エンジンに対する
点火の進角（ａｄｖａｎｃｅ　）を操作者が手動で制御
できることが非常に好ましい。これは機械的ディストリ
ビュタシステムにおいては単にディストリビュタ容器を
回転させることによって簡申に行なうことができるが、
従来の電子的点火システムでは点火の進角を操作者が手
動で設定できるようにする手段は何等備えられていない
。
［発明の解決すべき問題点〕 この発明は従来のシステムの前記のような欠点を克服し
た電子的点火システムを提供することを目的とする。
［問題点解決のための手段］ この発明の電子的点火システムは、マイクロプロセッサ
であることが好ましいコンピュータを備えており、それ
はエンジン速度とエンジンクランク軸の回転位置をそれ
ぞれ表わしている入力信号を受ける。しかしながら、従
来のシステムと異なって、この発明のシステムではマイ
クロプロセッサはまた電池の電源の電圧レベルを表わす
入力信号および操作者によって選択された点火の進角を
表わす入力信号をも受ける。
その入力信号に基づいて、マイクロプロセッサは出力ド
ウエル信号を発生し、その信号は前置駆動回路および駆
動回路を通って変成器の１次コイルを被駆動回路中の電
子スイッチを介して電源に接続する。多重シリンダエン
ジンに対してはマイクロプロセッサは適当な点火シーケ
ンスでシリンダ中の点火プラグを点火するために多重ド
ウエル信号を発生する。
しかしながら、従来の電子的点火システムと異なって、
マイクロプロセッサはエンジン速度とは独立に所望の燃
料点火に先立って予め定められた期間の間その出力ドウ
エル信号を付勢する。このようにして、点火変成器の１
次コイルに供給された電気エネルギ量は一定のままであ
り、ドウエル期間の開始を決定するためにクランク軸の
回転位置のみを利用する従来のレステムのような電気エ
ネルギの無駄を無くすことができる。
マイクロプロセッサはまた電池の電圧を表わす信号を周
期的に入力する。こ６人力に基づいて、マイクロプロセ
ッサは電圧の増加と共に前記予め定められた時間を減少
させ、電圧の減少と共に前記予め定められた時間を増加
させて、それによって電池の電圧の変動に関係なく１次
コイルに対して実質上一定の電気エネルギ膳を与える。
マイクロプロセッサはまたエンジンの操作者によって選
択された点火進角を表わす信号を周期的に入力する。こ
の入力に基づいて、マイクロプロセッサはクランク軸の
回転位置に対するドウエル出力信号の開始を調節し、一
方ドウェル出力信号の期間を一定に維持する。
［実施例］ 以下、この発明の点火システムの１実施例を６個のシリ
ンダを有する内燃機関と関連して説明する。したがって
、エンジンは３個のバンク中の６個のシリンダを備えて
いる。各シリンダはその内部に設けられ、通常の連結棒
によってクランク軸に連結された往復運動をするピスト
ンを備えている。各シリンダはまた通常のようシリンダ
内の燃料ガス混合物に点火するための１個、好ましくは
２個の点火プラグを有しており、各バンクの両ピストン
は同時に同じ死点にある。しかしながら、この発明の点
火システムは６ＷＡのシリンダを有する内燃機関につい
て説明するが、この発明の点火システムはこの発明の技
術的範囲を逸脱することなしに他の形式の内燃Ｉｆｆ関
に容易に適応させることができる。
第２図を参照すると、６個のシリンダを有する対向ピス
トン（ｏｐｐｏｓｅｄ　ｐｉｓｔｏｎ）内燃機関１０が
略図的に示されており、図示されていないエンジンのピ
ストンによって回転駆動されているクランク軸１２を備
えている。３個の指示器、例えば磁石１４はクランク軸
１２に取付けられ、３個の指示器１４は周辺に等間隔、
すなわち１２０度の間隔で配置され、それ故一つの指示
器１４は各エンジンバンクと協同動作する。各指示器１
４の存在はセンサまたは変換器１６によって、クランク
軸１２の回転中に指示器１４がセンサ１６を通過すると
き検出される。指示器１４とセンサ１６の両者は通常の
構造のものであり、センサ１６はクランク軸１２の回転
速度に直接比例した周波数を有する正弦波信号をその出
力に発生する。さらに指示器１４とセンサ１６とは、関
係するバンクのピストンがその頂部死点位置に到達する
前に各指示器１４が予め定められた角度、例えば３５度
においてセンサ１６と整列するように配置されることが
好ましい。
同様に、別の指示器２０もクランク軸１２に取付けられ
、その位茸は別のセンサまたは変換器２２によって検出
され、このセンサ２２はクランク軸１２の回転中に指示
器２０がセンサ２２を通過したとき信号をその出力２４
に発生する。その結果、センサ出力２４の信号は一つの
ピストンに対する頂部死点位置のような予め定められた
クランク角、またはクランク軸の回転位置を表わす。
第１図を参照すると、この発明の点火システムはセンサ
出力２４に接続された第１の５ＹＮＣ入力２８を有する
インターフェイス回路２６を備えている。
同様にインターフェイス回路２６のタイミング入力３０
はセンサ出力１８に接続されている。したがって、タイ
ミング入力３０における信号の周波数はエンジン速度を
表わし、一方５ＹＮＣ入力２８における信号はクランク
軸の回転位置を表わしている。
点火進角信号もまたインターフェイス回路２６に対する
２つの入力３２．３３における信号を形成している。し
かし５ＹＮＣ信号およびタイミング信号と違って点火進
角信号入力３２．３３は直流電圧レベルを有し、それは
操作者によって手動で調節される。ポテンシオメータ３
４のような任意の通常の手段が点火進角信号入力３２．
３３間の電圧レベルを変化させるために使用される。
さらに第１図には電源回路３６が示されており、それは
インターフェイス回路２６に対する出力線３８およびイ
ンターフェイス回路２６と電源回路３６との間の電池帰
線すなわち接地線３９に電池電圧信号を出力する。出力
線３８上の電池電圧信号は後述するようにしてエンジン
の点火プラグを点火するのに使用される電源く通常は電
池）の電圧を表わす。
出力線３８上の電圧出力は一定である必要はなく、むし
ろ後述するように点火システムの動作に悪影響せずに上
限、例えば３２ボルトと下限、例えば１８ボルトと間で
変化する。
ｘｉ回路３６はまた点火システムの各回路に任意の通常
の！！ＩＩＩで動作電圧を供給する。電源回路３６は通
常の構造のものであるから、さらに説明することは省略
する。
第３図を参照すると、インターフェイス回路２Ｇおよび
このインターフェイス回路２６の状態を定めるために使
用される各入力が詳細に示されている。
特に、インターフェイス回路２６に対する入力線３０上
のタイミング信号は一般にリップルおよび雑音を含んだ
正弦波信号である。この入力線３０の入力は信号コンデ
ィショナ４６に対する入力として供給され、この信号コ
ンディショナ４６はタイミング信号からりラブルや雑音
を除去し、出力４８にきれいな正弦波を生成する。この
出力４８の出力信号は正弦波一方形波変換器５０の入力
信号として供給され、この正弦波一方形波変換器５０は
出力５２に正弦波を方形波に変換した出力を生成する。
出力５２の方形波信号（タイミングＦ）はクランク軸１
２の回転速度に直接比例する周波数を有しており、その
信号はインターフェイス回路２６の出力として取出され
る。
同様に、インターフェイス回路２６の入力線２８上の５
ＹＮＣ信号は別の信号コンディショナ５４に対する入力
として結合され、この信号コンディショナ５４は入力５
ＹＮＣ信号からリップルや雑音を除去する。この信号コ
ンディショナ５４の出力５６の出力信号は正弦波一方形
波変換器５８の入力信号として供給され、この正弦波一
方形波変換器５８は正弦波を方形波に変換してインター
フェイス回路２６からの方形波５ＹＮＣ（Ｆ）出力を生
成する。
５ＹＮＣ（Ｆ）出力６０にはクランク軸１２の１回転毎
にインターフェイス回路からただ一つの出力パルスが発
生されるだけであるから、５ＹＮＣ（Ｆ）信号はクラン
ク軸１２の回転位置を表わしている。
さらに、第３図において、入力線３８およびインターフ
ェイス回路２６と電源回路３６との間の電池帰線３９の
電池信号は電圧−周波数変換器６２へ入力信号として結
合される。普通の構造の電圧−周波数変換器６２はその
出力６４に電池入力線３８．３９間の電圧レベルに比例
する周波数を有する方形波信号を発生する。この出力６
４はインターフェイス回路２６からの電池（Ｆ）出力を
形成する。
同様に入力線３２．３３の点火進角入力は別の電圧−周
波数変換器６６へ入力信号として結合される。
この電圧−周波数変換器６６はその出力６８に入力線３
２、３３間の電圧差に直接比例する周波数を有する方形
波信号を発生する。この出力６８はインターフェイス回
路２６からの点火進行（Ｆ）出力を形成する。
次に、第１図および第５図を参照すると、インターフェ
イス回路２６の出力５２，６０，６４．６８からの信号
は第５図に詳細を示されているコンピュータ回路４０に
対する入力信号を形成する。このコンピュータ回路４０
は例えば８７５１型マイクロプロセツサのようなマイク
ロプロセッサ７２を備えていることが望ましい。８７５
１型マイクロプロセツサ７２はｌ１０（入力／出力）ボ
ート７４，７６．７８．割込み入力線８０．８２および
タイマー人力８４を備えている。マイクロプロセッサ７
２はまた読取り専用メモリを備え、それはマイクロプロ
セッサ７２の動作を制御するプログラムを有している。
別の形式の入力、出力信号接続、ならびに内部または外
部メモリを有する他の形式のマイクロプロセッサもこの
発明の技術的範囲を逸脱することなく使用することがで
きることはもちろんである。
第５図において、インターフェイス回路２６からの入力
５２のタイミング信号はマイクロプロセッサの割込み入
力線８２に対する入力信号を形成する。
エンジンは６個のシリンダを有する４サイクルピストン
エンジンであるから（第２図参照）、クランク軸の１回
転肖り３回の燃料点火が行われる。
ざらに前述したように、クランク軸１２上の指示器１４
（第２図参照）はピストンの頂部死点より前の予め定め
られた角度、例えば３５度ＢＴＤＣに位置している。そ
の結果点火プラグはマイクロプロセッサ割込み線８２に
よって入力５２上に受信された各タイミングパルスに対
して簡単に説明するような態様で付勢、すなわち点火さ
れる。
マイクロプロセッサ４０の５ＹＮＣ（Ｆ）入力はＲＳフ
リップフロップ８８の１人力として入力線６０に結合さ
れる。ＲＳフリップフロップ８８の出力線９０の出力信
号はＩ１０ボート７６への入力線への信号として供給さ
れる。一方Ｉ１０ボート７６からの別の出力線はＲＳフ
リップフロップ８８のリセット入力への出力信号を供給
する。その結果、入力線５２のタイミング信号は入力線
６０の５ＹＮＣ（Ｆ）信号と共にどの点火プラグが付勢
されるべきであるかを決定する。
マイクロプロセッサ４０の出力ポードア８からの出力線
の出力信号はナントゲート９２．９４．９６の入力信号
を形成する。これらのナントゲート９２．９４゜９６の
他方の入力はディスエーブル入力９８に接続され、この
ディスエーブル入力９８が付勢されるとナントゲート９
２．９４．９６はディスエーブルにされ、したがって電
子的点火システム全体が動作しなくなる。しかしながら
、この説明の目的は、ディスエーブル入力９８が付勢さ
れないと電子的点火システムはエネーブル状態にあるこ
とを示すことである。
ナントゲート９２．９４．９６の出力はそれぞれスイッ
チトランジスタ１００，１０２，１０４のベースに接続
され、そのためナントゲート９２．９４．９６が付勢さ
れるとその関係するトランジスタ１００，１０２，１０
４がオンにされる。これらのトランジスタ１００，１０
２，１０４の出力、すなわちコレクタは３個の出力信号
、すなわちドウエルＡ、ドウエルＢ、ドウエルＣをコン
ピュータ回路４０から出力する。すぐに分るように付勢
されたときにドウニルＡ信号は一つのピストンシリンダ
ーバンクの点火プラグを点火し、ドウニルＢ信号は第２
のピストンシリンダーバンクの点火プラグを点火し、ド
ウエルＣ信号は最後のピストンシリンダーバンクののこ
りの２個の点火プラグを点火する。さらに、出力線１０
６におけるドウニルＡ信号が付勢されたとき第１のバン
クに対する点火プラグを付勢する回路はドウニルＢ信号
およびドウエルＣ信号のための回路と同一であるから、
ドウニルＡ信号およびその回路についてだけ詳細に説明
するが、その説明は他のシリンダーバンクについて適用
できることを理解すべきである。
第１図および第４図を参照すると、入力１ｍ１０６゜１
０８．１１０のドウニルＡ信号、ドウニルＢ信号、ドウ
エルＣ信号は前置駆動回路４４に対する入力信号゛を形
成し、一方電池帰線１１２はコンピュータ回路４０と前
置駆動回路４４との間に接続されている。入力線１０６
のドウニルＡ信号は１対の光学的結合によって絶縁分離
されたトランジスタ１１４，１１６の入力信号として結
合され、それらのトランジスタは出力１１（ゲートＡＩ
）１１８および（ゲートＡ２）１２０に出力信号を発生
する。この二重のトランジスタ１１４および１１６は純
粋に冗長性のためであり、トランジスタ１１４および１
１６の一方の故障のときにも点火システムの連続的な動
作を確保するために設けられたものである。したがって
トランジスタ１１４に関係する回路についてだけ説明す
る（トランジスタ１１Ｇについても同様である）。入力
線１０８．１１０のドウニルＢ信号、ドウエルＣ信号に
対する回路は図示されていないが、それらもまた前置駆
動回路４４に含まれており、冗長回路を備えている。
光結合によって絶縁分離されたトランジスタ１１４のコ
レクタは制限抵抗１２２を介して電源回路３６と前置駆
動回路４４との間を接続しているｉｉ源大入力線１２４
結合されている。同様にトランジスタ１１４のエミッタ
はＭ源回路３６と前置駆動回路４４との間を接続してい
る電池帰線または接地線１２６に接続されている。ゲー
トＡ１信号線１１８、すなわち前置駆動回路４４の出力
線は直接トランジスタ１１４のコレクタに接続されてい
る。
ゲートＡ１信号線１１８は駆動回路１３０（第１図も参
照）の電界効果トランジスタ（以下ＦＥＴという）１２
８のゲート入力に接続されている。
Ｆ　Ｅ　Ｔ　１２８のソース１３２は点火変成器の１次
コイル１３４の一端に接続され、この１次コイル１３４
の他端は電源の電池に接続されている。Ｆ　Ｅ　Ｔ　１
２８のドレイン１３３は電池帰線１２６に接続されてい
る。
特に第４図を参照すると、動作において、ドウニル六入
力線１０６が高レベルになり、点火プラグの付勢に先立
ってドウエル期間の開始を示すとき、光結合により絶縁
分離されたトランジスタ１１４はオフに切替えられ、電
源供給線１２４とその帰線１２６との間の接続を遮断す
る。このような状態が生じた場合抵抗１２２を流れる電
流は消滅し、そのため抵抗１２２はプル・アップ抵抗を
形成し、それは駆動回路１３０のＦ　Ｅ　Ｔ　１２ｇの
ゲートを高レベルに駆動する。すると、ＦＥＴ１２８は
導通し、点火変成器の１次コイル１３４の一端を電池帰
＄１１３６に接続し、１次コイル１３４に電流が流れる
ようにする。
反対に、ドウニル六入力線１０６が低レベルになると、
トランジスタ１１４はオンに切替えられ、抵抗１２２を
帰線（接地線）１２θに接続する。このような状態が生
じた場合Ｆ　Ｅ　Ｔ　１２８のゲートは低レベルになり
、Ｆ　Ｅ　Ｔ　１２８のソースとドレイン間の電流は遮
断され、点火変成器の１次コイル１３４は電池帰１１３
６から遮断される。
第１図から明らかなように、変成器の１次コイル１３４
は２次コイル１３８と誘導結合され、２次コイル１３８
の端部は点火プラグに電気的に接続されている（単に略
図として示されている〉。したがって、１次コイル１３
４はＦＥＴ１２８が導電状態になったとき電池に接続さ
れて電気エネルギを蓄積する。１次コイル１３４の電流
を遮断するとき１次コイル１３４はその蓄積した電気エ
ネルギを２次コイル１３８および点火プラグ１４０を通
って放電し、それによって点火プラグ１４０を付勢する
。ざらに各２次コイル１３８に対する二重の点火プラグ
１４０は１個以上の点火プラグ１４０の故障または汚れ
が生じた場合にも点火システムの連続動作を確保するた
めの冗長性を与える。
第４図に示すように、点火プラグ１４０の故障の生じた
場合に高い過渡電流からＦ　Ｅ　Ｔ　１２８を保護する
ためにキャパシタ１３９がＦ　Ｅ　Ｔ　１２８のソース
とドレインとの間に接続されることが好ましい。
同様にクランプダイオード１４０および１４２がトラン
ジスタ１１４を高い過渡電圧から保護している。
次に第５図および第６図を参照すると、点火変成器の１
次コイル１３４は電池に接続され、したがってコンピュ
ータ回路４０からの入力線１０６のドウニルＡ信号が付
勢されたときのみ電源の供給を受けることが認められる
。反対に、ドウエルへ信号が付勢されないとき、１次コ
イル１３４に流れる電流は遮断され、したがって所望の
ように点火プラグを点火する。このためにコンピュータ
回路４ｏがらの入力線１０６のドウニルＡ信号の期間は
各スパークの点火中に１次コイル１３４に供給される電
気エネルギの量をＩＩＪＩＩＩする。
第５図および第６図を参照すると、従来のシステムと異
なってマイクロプロセッサ７２はクランク軸角度または
位置に無関係な、したがってエンジン速度に無関係な期
間である信号をコンピュータ回路出力線１０６，１０８
，１１０に出力するようにプログラムされている。した
がってコンピュータ回路４゜からの出力信号の期間はエ
ンジン速度に無関係に同じであり、そのためエンジン速
度に関係なく同じ電気エネルギ量が１次コイル１３４に
与えられる。
点火プラグ１４０の点火を制御するためのコンピュータ
プログラムの一例を第６図に示す。ステップ１４１にお
いて、マイクロプロセッサ７２は入力線５２からタイミ
ング（Ｆ）入力を、また入力線６０から５ＹＮＣ（ｆ”
）入力を読み取る。したがってステップ１４１はマイク
ロプロセッサの割込み線８２上のタイミング信号を受信
したときにどの点火プラグを付−するかを決定する。
ステップ１４２において、マイクロプロセッサ７２はエ
ンジンの操作者によって手動により設定される点火進角
オフセットを決定する。それについては以下詳細に説明
する。ステップ１４２において決定された点火進角オフ
セットは、しかしながらコンピュータ回路４０からの線
１０６，１０８，１１０上の出力信号の期間に影響を与
えることはなく、単にコンピュータ回路４０から出力信
号の開始、或いはクランク軸の回転位置に対するドウエ
ル期間を決定するだけである。
ステップ１４４において、マイクロプロセッサ７２はコ
ンピュータ回路４０からの線１０６，１０８，１１０上
の出力信号の長さまたは期間であるドウエル時間を決定
する。このドウエル時間はエンジン速度に無関係である
が、次に説明するように電池電圧の関数として変化する
。
ステップ１４６において、マイクロプロセッサ７２はコ
ンピュータ回路４０からの線１０６，１０８，１１０の
一つを付勢するためにボート７８から前記ステップ１４
４において決定されたドウエル時間の期間中発生する。
ステップ１４８において、マイクロプロセッサ７２はそ
の変数をリセットし、タイミング（Ｆ）信号入力５２か
ら次の割込みが受信されるまでステップ１５０に移る。
ステップ１４８はまたどのシリンダーバンクが点火され
たか、ならびにどのシリンダーバンクが次に点火される
べきかを見失わないように維持される。
第５因を参照すると、マイクロプロセッサ７２はコンピ
ュータ回路４０からの線１０６，１０８，１１０上の出
力信号の期間を電池電圧の関数として変化させるように
プログラムされる。これを行なうためにコンピュータ回
路４０はタイマー１５０を備え、このタイマー１５０は
マイクロプロセッサ７２の第２の割込みＩ！８０に接続
された出力１５２に信号を周期的に発生する。この信号
が生じると、マイクロプロセッサ７２はそのボート７４
ゲート１５４へ出力信号を発生し、このゲート１５４は
纏６８からの点火進角周波数または線６４からの電池電
圧周波数をマイクロプロセッサ７２のタイマー人力に対
して選択的にゲートする。
第７図はコンピュータ回路４０への入力１１６８上の点
火進角信号および入力線６４上の電池電圧の両者を質問
または読取りするルーチンの一例を示している。ステッ
プ１５６においてマイクロプロセッサは割込みカウンタ
をインクレメントし、それは入力Ｉ！６８上の点火進角
信号が質問されたか、入力線６４上の電池電圧が質問さ
れたかを割込みルーチンの実行中に決定する。電池電圧
の変化は一般的に比較的遅いから、点火進角信号は電池
制御入力がマイクロプロセッサによって読取られる回数
の９倍入力されることが望ましい。
ステップ１５８において、マイクロプロセッサは入力カ
ウントを１０と比較し、もしも１０と等しくないならば
ステップ１６０に移行し、そこで線１６８の点火進角信
号を質問または読取る。したがってステップ１６０はマ
イクロプロセッサ出力ボート１７０を設定し、それ放入
力信号６８をタイマー人力８４にゲートする。ステップ
１６０はその時隣接タイミングパルスの間の時間を測定
してエンジン操作者による点火進角設定を決定する。
ステップ１６２において、マイクロプロセッサは入力線
６８における点火進角入力信号をその前の値と比較し、
もしも変化がないならばステップ１６５を通って割込み
ルーチンに移行する。反対に、もしも点火進角信号が前
の質問から変化していれば、ステップ１６２はステップ
１６４に移動し、そこでマイクロプロセッサは出力１０
６，１０８．１１０上のドウエル出力信号の開始のため
に新しいオフセットを計算する。ステップ１６４はそれ
からステップ１６６に移行し、そこで新しい決定で動作
し、それからステップ１６５に移行する。
タイマー１５０（第５図）からの割込み信号の１０１１
１目の受信毎に、ステップ１５６は割込みカウンタを１
０までインクレメントし、それ故ステン７１５８はステ
ップ１６０へ分岐し、割込みカウンタをＯにリセットす
る。ステップ１６８はそれからステップ１７０に移行し
、そこで線６４上の電池電圧入力信号を質問または読取
る。このような質問の間に、マイクロプロセッサ１２は
ゲート１５４への出力信号をボート７４に発生し、それ
放線６４上の電池電圧入力信号はマイクロプロセッサタ
イマー人力８４にゲートされる。ステップ１７０はそれ
から隣接パルス間の時間を測定し、この経過時間は点火
変成器の１次コイルの充電に利用される電池電圧を表わ
している。
ステップ１７２はそれから電池電圧が以前の設定から変
化したか否かを決定し、もしも変化していなければステ
ップ１７２へ移行し、したがって割込みは終了する。反
対に、もしも電池電圧が以前の設定から変化していれば
、ステップ１７２はステップ１７６へ移行し、そこにお
いてマイクロプロセッサ７２はドウエル時間に対する新
しい期間、すなわち電池電圧の関数であるコンピュータ
回路４０の出力線１０６，１０８，１１０上の出力信号
の期間を計算するステップ１７６はステップ１７８へ移
行し、そこにおいてドウエル期間、に対する新し区決定
きれた期間を蓄積し、それからステップ１７４を介して
割込みルーチンから移行する。
割込みルーチンのステップ１７６は上限と下限との間の
電池電圧°の変化にもかかわらず点火変成器の１次コイ
ル１３４（第１図）に実質上一定の電気エネルギが供給
されることを確保するためにドウエル時間を計算する。
そのようなステップ１７６は公称電池電圧より高い場合
に電池から過剰のＮ流を引出すことを阻止する。反対に
ステップ１７６１よ公称電池電圧より低い場合にドウエ
ル出力信号の期間を長くして点火変成器の１次コイル１
３４に適切な電気エネルギが供給されることを確保し、
それによって低い点火電流によって生じる不完全燃焼を
阻止する。電池電圧の関数としてドウエル出力信号の適
切な期間を決定するために表（ルック・アップ・テーブ
ル）のような任意の通常使用される手段がコンピュータ
によって使用される。
もちろん第６図および第７図に例示されたプロダラムは
単に説明のためのものであるから簡略化して示されてい
る。また当業者の通常の技術である他のプログラムも使
用可能である。
以上のことから、この発明は従来知られているシステム
の多くの欠点を克服した電子的点火システムを提供する
ことが認められよう。特に、この発明の点火システムは
エンジン速度に関係なくドウエル時間を維持することが
でき、それによって従来の技術のようにクランク軸の回
転位置或いはクランク角の関数としてドウエルを開始さ
せるシステムの電力の無駄をなくすことができる。′し
かしながら、ドウエル信号は点火変成器の１次コイルを
付勢することのできる電池電力の関数として変化し、し
たがって公称電池電圧よりも高い場合に高い電流を引出
すことを阻止することおよび公称電池電圧よりも低い場
合に適切なエネルギを供給することが確実に行なうこが
可能である。
以上、この発明を特定の実施例で説明したが、この発明
の技術的範囲を逸脱することなく多くの変更が可能であ
ることは当業者には明白であろう。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の１実施例のブロック図であり、第２
図はその点火１ｉ１の一部の概略図である。 第３図、第４図および第５図はそれぞれこの発明の１実
施例の各部のブロック図であり、第６図はこの発明の動
作の一部を説明するためのフロー図であり、第７図はこ
の発明の動作の別の部分を説明するためのフロー図であ
る。 １２・・・クランク軸、１４・・・指示器、１６・・・
センサ、２６・・・インターラエイス回路、３６・・・
電源回路、４０・・・コンピュータ回路、４４・・・前
置駆動回路、１３０・・・駆動回路、１３４・・・変成
器１次コイル、１３８・・・変成器２次コイル、１４０
・・・点火プラグ。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 図面の浄書（内容に変更なしン 手続補正書（方式） １．事件の表示 特願昭６１−１４９８５９号 ２、発明の名称 電子的点火システム ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 名称　テレダイン拳インダストリーズ・６、補正の対象

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）回転駆動される出力軸の回転位置および速度を検
    知して、それを表わす出力信号を発生する手段と、 １個以上の点火プラグと、 前記軸の回転と同期して前記点火プラグを循環的に付勢
    する手段とを具備し、この点火プラグを循環的に付勢す
    る手段は、 電源と、電気エネルギーを蓄積する手段と、前記検知す
    る手段に応答して前記軸の回転速度に無関係に予め定め
    られた時間の間前記電源を前記電気エネルギーを蓄積す
    る手段に電気的に接続し、その後、前記蓄積する手段に
    蓄積されたエネルギーを前記軸の予め定められた回転位
    置において前記点火プラグに放電させるスイッチ手段と
    を備えていることを特徴とする内燃機関の点火システム
    。
  2. （２）前記電気エネルギーを蓄積する手段は１次コイル
    および２次コイルを具備する変成器を有し、前に２次コ
    イルは一端が前記点火プラグに接続され、前記１次コイ
    ルの一端は前記電源に接続され、前記予め定められた期
    間中前記電源と異なった基準電圧に前記１次コイルの他
    端が電気的に接続される特許請求の範囲第１項記載の点
    火システム。
  3. （３）前記点火プラグを付勢する手段はコンピュータを
    備え、前記軸の回転位置信号はこのコンピュータに対す
    る入力信号を形成し、このコンピュータは前記予め定め
    られた位置に先立つて前記予め定められた期間前記スイ
    ッチ手段を付勢するプログラム手段を有している特許請
    求の範囲第１項記載の点火システム。
  4. （４）前記電源電圧は上限と下限との間で変化し、前記
    電源電圧に応じて、前記電源電圧に対して反対に前記予
    め定められた期間の長さを変化させる手段が設けられて
    いる特許請求の範囲第１項記載の点火システム。
  5. （５）前記スイッチ手段はゲートと、ソースと、ドレイ
    ンとを有する電界効果トランジスタを具備し、この電界
    効果トランジスタのソースは前記１次コイルに接続され
    、ドレインは前記他の基準電圧に接続されている特許請
    求の範囲第２項記載の点火システム。
  6. （６）前記電界効果トランジスタのソースとドレインと
    の間を導電状態と非導電状態との間で切替えるために前
    記電界効果トランジスタのゲートに接続された光学的に
    分離されたトランジスタを具備している特許請求の範囲
    第５項記載の点火システム。
  7. （７）前記コンピュータは前記電源の電圧の関数として
    前記予め定められた期間を変化させる手段を具備してい
    る特許請求の範囲第３項記載の点火システム。
  8. （８）使用者の選択された値によつて前記予め選択され
    た回転位置を変化させる手段を具備している特許請求の
    範囲第１項記載の点火システム。
  9. （９）前記点火プラグを付勢する手段はデジタル入力を
    有するコンピュータを備え、前記期間を変化させる手段
    は前記電源の電圧を表わすデジタル信号を発生し、前記
    コンピュータ入力に前記信号を結合する手段を有してい
    る特許請求の範囲第４項記載の点火システム。
  10. （１０）前記デジタル信号発生手段は電圧に比例する周
    波数を有するパルス信号を発生する手段を有している特
    許請求の範囲第９項記載の点火システム。
  11. （１１）前記コンピュータは割込み入力を有し、前記期
    間を変化させる手段は前記入力信号を前記割込み入力に
    周期的に接続する手段を備え、前記コンピュータは前記
    デジタル電圧信号を読み取るために前記割込み入力のお
    ける信号の受信に応答するプログラム手段を有している
    特許請求の範囲第９項記載の点火システム。
JP61149859A 1985-06-28 1986-06-27 電子的点火システム Pending JPS6255459A (ja)

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