JPH0333478A - 内燃機関の点火制御装置 - 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、複数個ある基準位置からの経過時間によって
、通電開始位置９点火時期を決定する内燃機関の点火制
御装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の装置は、特開昭６１−９６１７６号公報に記載の
ように、複数気筒の点火信号を１個の出力線より出力し
、それを各気筒毎に分配し、その分配された信号でイグ
ニションコイルを駆動する構成となっていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

近年、エンジンの回転速度は、ますます高回転化となっ
てきている。上記従来技術では、各気筒の通電時間は、
１個の出力回路で２個の気筒の点火信号を出力している
ため、最高でもクランク１８０°回転の時間しか長くす
ることができなかったため、高回転時に通電時間が短く
なり１点火エネルギーが減小し、失火するという問題が
あった。

本発明の目的は、高回転時にも十分な点火エネルギーが
得られるように、通電時間を長くすることにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、各気筒の点火信号を非通電
期間中の適当な時期に出力を開始し１通電中の適当な時
期に出力を終了するフリップフロップ回路を設け、その
フリップフロップ直路の出力信号と従来の点火信号の論
理和された信号で点火コイルを駆動するようにしたもの
である。

〔作用〕

フリップフロップ回路の出力は、従来の点火信号の通電
開始時期よりも早く出力され１点火時期よりも早く出力
される。したがって、点火信号とフリップフロップ回路
の出力信号の論理和をとると、フリップフロップ回路の
出力開始時期が、実際の通電開始時期となり、通電時間
が長くなり、また、点火時期は点火信号のままとなる。

以上のように、本方式によれば、点火時期が変わること
なく通電時間のみ長くすることができ、最大で、クラン
ク３６０°回転の時間にすることができる。

〔実施例〕

以下１本発明の一実施例を第１図により説明する。第１
図は、４サイクル４気筒の二輪車用の点火制御装置のシ
ステム図である。

１は、バッテリであり、各ブロックに電源を供給する電
源回路２に接続されている。３は、クランク基準位置検
出器であり、この場合８つの突起がついているロータ４
と、この突起の位置を検出するパルサーコイル５から構
成されている。

整形回路６は、前記、クランク基準位置検出器（以下、
クランク角センサと略す）３からの信号を波形整形して
、ハイとローの矩形波に変換し、第２図の（ａ）クラン
ク基準位置号となる。この信号の８番の波形のパルス幅
が他のものに比較して、長くなっているのは、第一気筒
の上死点基準位置（例えば、ＢＴＤＣＩＯ＠等）である
ことを見極めるためである。

フリーランカウンタ１２は、常時一定周期（本実施例で
はｌマイクロ秒）でカウント動作をしているカウンタで
ある。１０は、エッチ検出器であり（ａ）クランク基準
位置信号の立上り、立下りエッヂを検出して、ＣＰＵ９
へ割込み信号を送り。

またラッチ回路（１）１１へ、信号線ａを通してラッチ
信号を送付する。ラッチ回路（１）１１は、ラッチ信号
を受けとると、その時のフリーランカウンタ１２の値を
保持する。つまり、（ａ）クランク基準位置信号の立上
り、立下り時のフリーランカウンタ１２の値が、次に（
ａ）クランク基準位置信号の立上り、又は立下りが到来
するまで保持される。

ＣＰＵ９は、これらの入力信号を受けて、ＲＯＭ７にあ
らかじめ格納しであるプログラムに従って、エンジン回
転速度、基準位置等を検出し１点火進角値２通電時間の
演算を行い、さらにこれらの演算結果から、実際に出す
べき、クランク基準位置信号から点火位置２通電位置ま
での時間である点火時期データ、通電開始時期データを
算出する。

ＲＡＭ８は、時々刻々と変化している各データ等を記憶
しているメモリである。

ラッチ回路（２）１３は、ＣＰＵ９からの演算結果デー
タ等を保持するラッチ回路であり、この値と、フリーラ
ンカウンタ１２の値は、常に比較器１４によって比較さ
れている。

ラッチ回路（２）１３とフリーランカウンタ１２の値が
一致した場合、比較器１４から一致信号が出力されＣＰ
Ｕ９に割込信号を出力する。また、この一致信号はフリ
ップフロップ１５へのクロック信号ともなり、フリップ
フロップ１５は、この信号を受は取ると、ＣＰＵ９から
の信号りを出力Ｑへ出力する。これが第２図に示す（ｂ
）点火基準信号である。

フリップフロップ１５からの出力Ｑは、分配回路２０へ
接続されており、分配回路２０へは、ＣＰＵ９からの分
配信号１９分配信号２も接続されている。この分配信号
１、分配信号２が第２図における（ｃ）分配信号１、（
ｄ）分配信号２である。

分配回路２０の出力は、それぞれ、論理回路（１）２１
、論理回路（２）２２へ接続されている。この論理回路
（１）２１．（２）２２の動作は、後で述べる。

論理回路（１）２１．（２）２２の出力は、それぞれス
イッチング回路（１）２３．（２）２４へと接続されて
おり、この出力信号がそれぞれ、第２図に示す（ｅ）点
火信号（１）、（ｆ）点火信号（２）に当る。スイッチ
ング回路（１）２３゜（２）２４は、それぞれ同時着火
式点火コイル２５．２６へと接続されており、この点火
コイルに流す一次電流の通電、しゃ断を制御している。

第２図は、第１図の回路に示した各部の波形であり、（
ａ）クランク基準位置信号は、整形回路６から出力され
る信号であり、（ｂ）点火位置基準信号は、フリップフ
ロップ１５から出力される信号、（ｃ）分配信号（１）
、（ｄ）分配信号（２）は、ＣＰＵ９から出される信号
、（ｅ）点火信号（１）、（ｆ）点火信号（２）は、論
理回路（１）２１．（２）２２から出力される信号であ
る。（ｅ’）〜（ｆ＃）までの点火信号については、後
で述べる。

第３図は、第２図の（ａ）クランク基準位置信号と（ｂ
）点火位置基準信号であり、これらと。

その割込みタイミングを示している。

（Ａ）クランク基準位置信号立上り割込みは、クランク
電増位置信号の何番のパルスを入力したかを判断してい
る割込みであり、制御の要めどなっている。点火時期デ
ータ、通電開始時期データの演算は、主にこの割込みで
行っている。

（Ｂ）クランク基準位置信号立下り割込みは。

パルス幅の広い８番パルスを検出する割込みである。

（Ｃ）点火位置基準信号立上り割込みは、（ｂ）点火位
置基準信号の立上り、つまり通電開始時期に発生する割
込みである。（Ｄ）点火位置基準信号立下り割込みは、
（ｂ）点火位置基準信号の立上り、つまり点火時期に発
生する割込みである。

共に、フリーランカウンタ１２と、ラッチ回路（２）１
３の値が一致した時に発生する割込みである。

次に第１図の回路の動作を説明する。第４図。

第５図、第６図はそれぞれ、クランク基準位置信号割込
み１点火位置基準信号割込み、定時間割込み処理ルーチ
ンである。

第２図の（ａ）の立上り、立下り時に、ＣＰＵ９は、第
４図の割込み処理を実行する。

ステップ１０１では、割込みが発生した要因が立上りで
あるのか立下りであるのかを判断して、立下りである場
合、ステップ１０２でパルス幅の測定を行う、これは、
立上り時にラッチ回路（１）１１で保持された値を、Ｒ
ＡＭ８へ格納し１次に立下り時に保持された値とを、Ｒ
ＡＭ８へ格納した値との差を求めパルス幅としている。

さらに。

前回のパルス幅と今回のパルス幅の差を求め、その差の
大小から（本実施例では、２倍以上）幅広のパルスを検
出している。

ステップ１０３では、立上りで取り込んだラッチ回路（
１）１１の値を同様にＲＡＭ８ヘメモリしておき、前回
メモリした値との差からパルスの立上りから立上りまで
の所要時間を求めている。

パルスの立上りから立上りまでの角度は、既知であるた
め、所要時間からエンジン回転数を逆算する。

ステップ１０４では、エンジン回転数から、始動時であ
るのか、通常回転域であるのかを判断し、始動時であれ
ばステップ１０５を実行する。このステップ１０５は、
始動時というエンジン回転速度の変動が大きい時のみ実
行されるプログラムで、演算での対応が不可能な場合の
ため、クランク基準位置信号が入力されると、即刻フリ
ーランカウンタの値に一致するデータをラッチ回路（２
）へ書き込む様になっている。

ステップ１０６では、これから通電のセットを行えば良
いのか１点火のセットを行えば良いのかを判断し、本実
施例では、クランク基準位置信号番号２，６の時、通電
をセットし、４，８の時に点火をセット（通電時間９０
度）している、その方法はステップ１０７において番号
２と６の時にＣＰＵ９からフリップフロップ１５へ“バ
イ１′を送付して、通電開始のセットをする。又、ステ
ップ１０８においては番号４と８の時に“ロウ”を送付
して点火のセットをしている。

始動時でなければ、ステップ１０９において、クランク
基準位置信号から、あらかじめＲＯＭ７に書き込まれて
あった点火位置までの角度ＡＤＶまでの時間を式（１）
によって演算する。

ここでＴＡＤＶは、クランク基準位置信号から点火位置
までの時間であり、ＲＥＶは、クランク基準位置信号間
（４５度）の周期である。

第３図において、点火位置のセットデータを考えてみる
と、クランク基準位置信号の番号８からＴＡＤＶをセッ
トするには、番号２までの周期の分を加算してセットす
れば良いので、このセラ１−データをＴＩＧＳＥＴとす
ると、式（２）の様になる。

また１番号１からであれば という様に、セットデータを更新して行くことにより、
最新のデータをセットできる様にしである。また、この
様なりランク基準位置信号からの経過時間によって点火
位置、通電開始位置をセットする制御装置においては、
クランク基準位置信号間にエンジンの脈動によって、少
々の周期のずれが発生するものであるので、これを考慮
に入れ、周期データの整理を行って、脈動の影響の少な
い周期を選択して使用する手法を取っている。本実施例
の場合、４サイクルエンジンであるので。

７２０°前等の周期を使用して誤差を低減し、さらに使
用した周期の１つずつ手前の区間の周期の差から、変化
量を検出して、式（２）又は式（３）へ加えて応答性を
向上させている。

クランク基準位置信号から点火位置までの時間の計算が
終わると５次にステップ１１０において。

現時点での点火位置基準信号の状態をチエツクする。こ
こで通電中でなければ（点火位置基準信号が“ロウ″）
、ステップ１１１を実行する。通電中でない場合、これ
から通電のセットを実行しなければならないので１式（
３）等で求めた点火位置までの時間から１通電時間分を
減算した値９これをＴＯＮＳＥＴとすると４次式となる
。

ＴＯＮＳＥＴ＝ＴＩＧＳＥＴ−ＯＮＴＩＭＥ　　−（４
）ここでＯＮＴＩＭＥとは、通電時間である。

そして、ステップ１１２において、式（４）で演算した
データをラッチ回路（２）へ書き込み、ステップ１１３
でＣＰＵ９からフリップフロップ１５のＤへパハイ″を
出力し、通電開始のセットを完了させる。

エンジン回転数が上昇するにつれ、クランク角センサ３
の一回転に所要する時間も短くなってくるため９本実施
例で使用している様な、低機能の演算装置（ラッチ回路
（２）１３、比較器１４゜フリップフロップ１５が１つ
しかない演算装置等）では、その性質から、点火コイル
２５．２６への通電時間に制限が発生してくる。これは
、点火位置基準信号を２つの信号に分配しているため、
避けられない現象である。つまり最大でも１８０゜未満
の通電時間しかとることができない６通電時間の不足は
１点火エネルギーへ大きな影響を与えるため次の方法を
とって、対策している。

第２図において１図の様に、（ｂ）点火位置基準信号の
通電時間の占める割合いが大きくなり、要求させる通電
時間を確保できなくなると、ＣＰＵ９は、ステップ１１
４を実行する。

ステップ１１４では、確保できない通電時間を確保する
ため、エンジン回転数をチエツクしながら、（ａ）クラ
ンク基準位置信号の立上り割込みで、ＣＰＵ９から論理
回路（１）２１、（２）２２へ、信号を送り出し１分配
回路２０からの点火信号を強制的に制御して点火信号（
１）、（２）の通電開始を行っている。第２図において
、（ｅ）点火信号（１）、（ｆ）点火信号（２）は、ス
テップ１１４による制御を実行していない時の点火信号
であるが、高回転になり、通電時間が確保できない状態
になると、（ａ’）点火信号（ｌ′）にみられる様に、
（ａ）クランク基準位置信号番号１の立上り割込みによ
って、論理回路（１）２１へ信号を送り、通電時間を確
保する。また、エンジン回転数の状況により、論理回路
（１）２１゜（２）２３へ送付する信号のタイミングを
、（ｅ’）点火信号（１’）、（ｆ′）点火信号（２′
）にみられる様に（ａ）クランク基準位置信号の番号を
変える。この様にステップ１１４を実行することにより
、第７図にみられる理想通電時間に近似することを可能
として、点火エネルギーの低減を防いでいる。

ステップ１１０において、すでに通電中となっている場
合、ステップ１１５を実施して、式（３）等で演算した
。（ａ）クランク基準位置信号から点火位置までの時間
データをラッチ回路（２）１３へ書き込む、そしてステ
ップ１１６によって。

ＣＰＵ９からフリツプフロツプ１５のＤへ、４０つ°′
を出力して、処理を終了する。

第５図は、第３図における、（Ｃ）点火位置基準信号立
上り割込みと、（Ｄ）点火位置基準信号立下り割込みの
処理ルーチンである。

ステップ２０１において、点火位置基準信号の立上り割
込みであるのか、立下り割込みであるのか判断し、立下
り、つまり点火位置の割込みであるならば、ステップ２
０２を実行する。

ステップ２０２は、次の通電位置のセットをするプログ
ラムであり、次の通電位置とは、次の点火位置、つまり
、現時点から１８０°先の点火位置から通電時間を減算
した時間であるので、これをＴＯＮＳＥＴとすると１式
（５）になる。

ＴＯＮＳＥＴ＝４ＲＥＶ−ＯＮＴＩＭＥ・（５）ここで
４ＲＥＶが１８０′分の時間に相当するものであり、あ
とは、式（５）に、ラッチ回路（２）１３のデータを加
算し、又、ラッチ回路（２）１３へ書き込めば良い、そ
して、ステップ２０３によって、ＣＰＵ９からフリップ
フロップ１５のＤへ“″ハイ”を出力して、通電のセッ
トを終了する。

ステップ２０４は、先程説明した、第４図のステップ１
１４と同一の内容を、点火位置基準信号割込みで実行す
るプログラムである。第２図において、（ｂ）点火位置
基準信号の立下りタイミングで、論理回路（１）２１．
（２）２２へ信号を送ることによって、通電時間を長く
（この場合、１８０°分となる）するものである、論理
回路（１）２１．（２）２２への信号は、第４図、第５
図に示す割込み処理ルーチンに共通して、点火位置基準
信号が″ロウ″（点火位置）となる前の、クランク基準
位置信号立上り割込み処理によって、送信が中止され、
いつまでも、点火信号（１）。

（２）が“ハイ′″状態にならない様に制御されている
。

ステップ２０１において１通電つまり、点火位置基準信
号の立上り割込みである場合、ステップ２０５を実行す
る。ステップ２０５は、次の点火位置をセットするプロ
グラムである。ラッチ回路（２）１３には、通電開始時
の時間が書き込まれているため、このデータに、通電時
間ＯＮＴＩＭＥを加算した時間が、点火位置までの時間
ＴＩＧＳＥＴであるから、 ＴＩＧＳＥＴ＝（ラッチ回路（２）のデータ）＋ＯＮＴ
ＩＭＥ　　・・・（６）となる、そして、これを、ラッ
チ回路（２）１３へ書き込み、ステップ２０６で、ＣＰ
Ｕ９から、フリップフロップ１５のＤへ“ロウ”を出力
することによって、処理を終了する。

第６図は、一定時間（本実施例では１０ｍ秒毎）に発生
する定時間割込みルーチンである。ここでは、ステップ
３０１で、クランク基準位置信号の区間周期であるＲＥ
Ｖから、エンジン回転数を演算し、ステップ３０２で、
エンジン回転数から、その時に適した点火位置１通電時
間等を、あらかじめＲＯＭ７に書き込まれているデータ
マツプから検索しデータとする作業を実行している。ス
テップ３０３では、エンジン回転数から、各プログラム
の変換指示の指令を出している。

第７図は、本実施例により、高回転域の通電時間の減少
を対策した。実際の測定データである。

この様に、本実施例によれば、低機能の演算装置しかな
い場合でも、高回転域まで１通電時間を確保できるため
、点火エネルギー不足による。失火等を防止できる効果
がある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、低機能の演算器でも、エンジンの高速
回転時においても十分な点火コイルへの通電時間を確保
することができるので、点火エネルギーの不足による失
火等の現象をなくすことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のシステムブロック図、第２
図はその入出力のタイミングチャート図、第３図は入出
力の動作波形と割込みタイミングチャート図、第４図か
ら第６図は実施例における演算処理の流れ図、第７図は
本発明による効果を示す通電時間のグラフ図である。 ３・・・クランク基準位置検出器、６・・・整形回路、
７・・・ＲＯＭ、８・・・ＲＡＭ、９・・・ＣＰｔＪ、
１０・・・エッヂ検出器、１１・・・ラッチ回路（１）
、１２・・・フリーランカウンタ、１３・・・ラッチ回
路（２）、１４・・・比較器、１５・・・フリップフロ
ップ、２０・・・分配回路、２１・・・論理回路（１）
、２２・・・・論理回路（２）、２３・・・スイッチン
グ回路（１）、２４・・・スイッチング回路 （２） ２５・・・点火コイル（１）。 ′ｌＪ４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、エンジンの複数のクランク回転位置を検出するクラ
   ンク基準位置検出器と、該クランク基準位置検出器の信
   号より、点火時期、通電開始時期を算出する演算器と、
   演算器の演算結果に基づいて点火信号を出力する出力回
   路より構成される内燃機関の点火制御装置において、複
   数気筒の点火信号を１個の出力線より出力する点火信号
   出力回路、該点火信号を各気筒の点火信号に分配する分
   配回路、及び各気筒の点火信号の通電開始時期よりも早
   い時期に出力開始し、通電開始時期よりも遅く、点火時
   期よりも早い時期に出力を終了するフリップフロップ回
   路を各気筒毎に有し、該分配回路の出力信号とフリップ
   フロップ回路の出力信号を論理和する論理回路を有し、
   論理回路の出力で点火コイルを駆動することを特徴とす
   る内燃機関の点火制御装置。 ２、請求項１記載の点火制御装置において、各気筒のフ
   リップフロップ回路の出力信号は、他の気筒の点火信号
   で出力開始し、点火信号の通電期間中に存在するクラン
   ク基準位置信号で出力終了することを特徴とする内燃機
   関の点火制御装置。 ３、請求項１記載の点火制御装置において、各気筒のフ
   リップフロップ回路の出力信号は、点火信号の非通電期
   間中のクランク基準位置信号で出力開始し、通電期間中
   のクランク基準位置信号で出力終了することを特徴とす
   る内燃機関の点火制御装置。 ４、請求項１記載の点火制御装置において、設定回転速
   度以下の時には、フリップフロップ回路からの信号は出
   力しないようにしたことを特徴とする内燃機関の点火制
   御装置。 ５、請求項１記載または４記載の点火装置において、フ
   リップフロップ回路の出力開始時期を回転速度に応じて
   、切替えることを特徴とする内燃機関の点火制御装置。