JPH0772525B2 - 点火時期制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はエンジンの点火時期を電子的に制御する点火
時期制御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第３図は、従来の点火時期制御装置を示すものである。
同図において、１は例えば４サイクル４気筒エンジンの
クランク軸、２はこのクランク軸１に固定され軸回転と
共に回転する円板、3A,3Bはこの円板２の円周上に180゜
の角度間隔をもって離隔配置された磁性体、4C,4Dは上
記円板２の外周に近接し互いに所定の角度差を持って配
設され、上記磁性体3A、あるいは3Bと対向した時に第1,
第２の基準位置パルスPc,Pdをそれぞれ発生する電磁ピ
ックアップである。電気ピックアップ4Dはエンジン始動
時の点火時期に対応する第２のクランク角度位置を検出
するように設けられ、電磁ピックアップ4Cは電磁ピック
アップ4Dの位置から円板２の外周方向に沿って進角側に
90゜回転した第１のクランク角度位置を検出する位置に
設けられ、クランク軸１が90゜回転する毎に第１と第２
の基準位置パルスPcとPdが交互に送出されるように構成
されている。５はクロックパルスCPを出力する発振器、
６はこの発振器５のクロックパルスCPに基づいて電磁ピ
ックアップ4Cからの第１の基準位置パルスPcの時間間隔
Tcを計測する周期計測手段、７はエンジン回転数やマニ
ホールド圧力等の運転情報Ｓに基づいて電磁ピックアッ
プ4Dが検出すべきクランクの基準位置を基準とした点火
進角角度Θを算出する点火時期演算手段、８は周期計測
手段６からの時間間隔Tc及び点火時期演算手段７からの
点火進角度値Θを入力して、第１の基準位置パルスPcが
送出された後から点火までの第１の点火時間Tsを第１の
基準位置パルスPcに同期して後述の方法で演算し出力す
る第１の点火時間演算手段である。

第１の点火時間演算手段８から電気信号で出力される第
１の点火時間Ts、発振器５からのクロックパルスCP及び
電磁ピックアップ4Cからの第１の基準位置パルスPcを入
力する第１の点火信号出力手段９は、第１の基準位置パ
ルスPcが入力された時点から第１の点火時間Tsが経過し
た時に第１の点火信号Pscを発生する。

一方、固定点火手段10は電磁ピックアップ4Dからの第２
の基準位置パルスPdの入力に同期して固定点火信号Psd
を発生する。11は第１の点火信号出力手段９からの第１
の点火信号Pscと固定点火手段10からの固定点火信号Psd
を入力してエンジンの始動時には固定点火信号Psdを選
択し、始動時以外はいずれか時間的に先に発生した点火
信号を選択して点火装置12に選択した点火信号の同期し
て点火を行なうための点火制御信号Psを送出してエンジ
ンに点火する点火信号選択手段である。

いま、電磁ピックアップ4Cから送出される第１の基準位
置パルスPcを順次Pc1,Pc2,Pc3…（第４図ａ）とした場
合、周期計測手段６は基準発振器５のクロックパルスCP
に基づいて第１の基準位置パルスPc2入力時にPc1とPc2
とのパルス周期Tc2を時間計測する。

第１の基準位置パルスPc2が送出されると、第１の点火
時間演算手段８は時間間隔Tcと点火進角度値Θから次回
の点火時刻までの第１の点火時間Ts2（第４図ｃ）を次
式によって求める。

先に述べたように、第１の基準位置パルスPc2発生から
（１）式で求めた第１の点火時間Ts2の経過後に第１の
点火信号出力手段９は第１の点火信号Pcs2を発生する。

第１の点火信号選択手段11は始動時には固定点火信号Ps
dを選択し始動時でない時には上記第１の点火信号Psc
（第４図ｃ）あるいは固定点火手段10から出力される第
２の基準位置パルスPd（第４図ｂ）に同期した固定点火
信号Psd（第４図ｄ）のいずれか時間的に先に発生した
方の点火信号を選択してエンジン点火させる点火制御信
号Psを点火装置12に送出する。

かかる構成の点火時期制御装置は、例えば加速状態の時
のように第１の基準位置パルスpcの時間間隔が点火毎に
縮小する場合、第１の点火信号Pscが固定点火信号Psdよ
り大分遅れるが、点火を固定点火信号Psdにより行って
異常に遅角した位置でのエンジンの点火を防止してい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の点火時期制御装置は以上のように構成されている
ので、加速時の異常な遅角を始動時の点火時期に相当す
る固定点火信号Psdにより防止しているが、点火時期演
算手段で演算した点火進角度値Θが負の時すなわちエン
ジンの最適点火時期が始動時点火時期より遅角側の時に
は、この固定点火信号を選択するとエンジンにとって過
早点火となりノッキングが発生しエンジンにダメージを
与えたり、運転者に不快感を与えたりする等の課題があ
った。したがって、従来装置を実用に供するためには、
エンジンのあらゆる運転状態で点火進角度値Θが負の値
とならないように始動時の点火時期を設定する必要があ
る。しかし、特にターボ過給エンジでは最大過給時のノ
ッキング限界の点火時期が遅れたクランク角度位置に存
在するため始動時の点火時期を相当遅角側に設定しなけ
ればならずエンジの始動性を著しく損なう等の課題が生
じる。

また、第１の点火信号Pscを第１の点火信号出力手段の
タイマ動作により得ているためエンジン回転時のクラン
ク角位置と時間との関係となり、この意味で例えばエン
ジンの回転変動があるとそのタイマ動作が長い場合、目
標とする点火時期に第１の点火信号が発生せず、ノッキ
ング等のエンジントラブルの原因となる等の課題があっ
た。

この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので、エンジンの第２のクランク角度位置検出を点火
時期制御範囲によらずエンジンにとって最適の位置に設
定し、点火信号を精度良く発生できる点火時期制御装置
を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る点火時期制御装置は、点火時期制御装置
において、エンジンの回転周期とその運転状態に応じた
基本点火時期とに基づいて求めた第２の基準位置信号発
生時点を基準とする第２の点火時期に第２の点火信号を
発生する第２の点火信号発生手段と、第１の基準位置信
号発生時点を基準とする第１の点火時期の時間から第１
及び第２の基準位置信号間の時間間隔を差引いた時間と
第２の点火時期の時間との時間差を求める時間差出力手
段と、この時間差が回転周期から求めたエンジの所定の
回転角度相当の時間を超えるときには第２の点火信号を
選択して点火制御信号を点火装置に送出する点火信号選
択手段とを設けたものである。

〔作 用〕

この発明における点火時期制御装置は、第１の点火信号
による点火時期と第２の点火信号による点火時期との間
の時間差を時間差出力手段により求め、この時間差がエ
ンジンの所定の回転角度以上に相当する時には第１の点
火信号の発生時期がエンジンの回転変動によって第２の
点火信号の発生時期よりも不正確になると見なして点火
信号選択手段により第１の点火信号より短かいタイマ動
作で発生する第２の点火信号を選択して点火する。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第３
図と同一部分は同一符号を附して示す第１図において、
13は点火時期演算手段７により演算した点火進角度値Θ
と周期計測手段６で計測したエンジンの回転周期Tcを入
力し第２の基準位置パルスPdから点火迄の第２の点火時
間Tsrを演算する第２の点火時間演算手段、14は第２の
点火時間演算手段13から信号で出力される第２の点火時
間Tsr、発振器５からのクロックパルスCPおよび電磁ピ
ックアップ4Dからの第２の基準位置パルスPdを入力し第
２の基準位置パルスPdが入力された時点からクロックパ
ルスCPによるタイマ動作により第２の点火時間Tsrが経
過した時に第２の点火信号Psrを発生する第２の点火信
号出力手段である。15は両電磁ピックアップ4C,4Dから
の第1,第２の基準位置パルスPc,Pdと発振器５からのク
ロックパルスCPを入力し両基準位置パルスPc,Pd間の時
間Tcdを計測する基準パルス間隔計測手段、16は第１の
点火時間演算手段８で求めた点火時間Tsから基準パルス
間隔計測手段15で計測したクランク角度90゜の回転周期
に相当する時間Tcdを差引き第２の基準位置パルスPdか
ら点火時間Tsによる点火信号発生までの時間Tdsを求め
る時間差演算手段、17はΔｔ算出手段で、エンジン回転
周期に相当する周期計測手段６で計測した時間Tcからエ
ンジンの所定の微小回転角度相当の時間Δｔを求める。
18は比較判別用に点火時期演算手段７からの点火進角度
値Θ、第２の点火時間演算手段13により求めた時間Ts
r、時間差演算手段16により求めた時間差TdsおよびΔｔ
算出手段17により求めた時間Δｔを信号で入力すると共
に第１の点火信号出力手段９からの第１の点火信号Psc
と第２の点火信号出力手段14からの第２の点火信号Psr
を入力し、第２図のフローに従って動作して各種比較判
別し、判別結果に応じて第１及び第２の点火信号Psc,Ps
rのいずれかを選択する点火信号選択手段で、選択した
点火信号に同期して点火するための点火制御信号Psを点
火装置12に送出してエンジンを点火させる。

次に動作について説明する。従来例と同様にして第１の
点火信号出力手段９から上記（１）式に応じた点火時期
に発生する第１の点火信号Pscが出力される。一方、第
２の点火時間演算手段13は点火時期演算手段７により演
算された点火進角度値Θと周期計測手段６により計測さ
れた時間Tcとを用いて次式に従って第２の基準位置パル
スPdから点火までの第２の点火時間Tsrを演算する。

Tsr＝（−Θ/180）×Tc …（２） 第２の点火時間演算手段13により求められた第２の点火
時間Tsrを信号で入力した第２の点火信号出力手段14は
電磁ピックアップ4Dからの最新の第２の基準位置パルス
Pdが入力された時点から第２の点火時間Tsrが経過した
時に第２の点火信号Psrを発生する。

また、基準パルス間隔計測手段15は上記最新の第２の基
準位置パルスPdより半周期前の第１の基準位置パルスPc
を電磁ピックアップ4Cから入力した時点から次に発生す
る電磁ピックアップ4Dからの上記最新の第２の基準位置
パルスPdを入力した時点迄の時間Tcdを発振器５からの
クロックパルスCPにより計測する。この時間Tcdを信号
で入力すると共に第１の点火時間演算手段８により求め
られた第１の点火時間Tsを信号で入力した時間差演算手
段16はそれら両入力差を求め、上記第１の点火時間Tsか
らエンジンのクランク角度90゜に相当する時間Tcdを差
引いた第１の点火時間Tsによる第２の基準位置パルスPd
から点火までの時間Tdsを求める。

また、Δｔの算出手段17は周期計測手段６により計測さ
れた時間Tcを入力しエンジンの所定の微小回転角度に相
当する時間Δｔを算出する。

点火信号選択手段18は、点火時期演算手段７からの上記
点火進角度値Θ、第２の点火時間演算手段13により求め
られた上記第２の点火時間Tsr、時間差演算手段16によ
り演算された上記時間Tds、Δｔ算出手段17により求め
られた上記時間Δｔを電気信号で入力すると共に第１の
点火信号出力手段９からの上記第１の点火信号Psc、第
２の点火信号出力手段14からの上記第２の点火信号Psr
を入力し、以下に述べる第２図のフローに従って動作し
て第１および第２の点火信号Psc,Psrのいずれかを選択
して点火装置12を選択した点火信号に同期して点火を行
なうための点火制御信号Psを送出する。これによりエン
ジンの点火が実行される。

次に上記点火信号選択手段18の詳細な動作について説明
する。まず、ステップS1にて点火進角度値Θが０以上か
否かすなわち第２の基準位置パルスPdが発生する第２の
クランク角度位置より進角側か否かを判定し、遅角側な
らばステップS2にて第１の点火信号Pscを選択して点火
制御信号Psを送出し、送角側ならばステップS3に進む。
ステップS3において、第２の基準位置パルスPd発生時に
第１の点火時間Tsから第１と第２の基準位置パルスPc,P
d間の時間Tcdを差引いた時間Tdsと第２の点火時間Tsrの
時間差即ちそれらの差の絶対値Ｘ（＝|Tds−Tsr|）を求
める。次にステップS4にてその時間差Ｘがエンジンの所
定の微小回転角度に相当する時間Δｔ以下か否かを判定
する。すなわち、第１の点火信号Pscの点火時期と第２
の点火信号Psrの点火時期との間のずれ量がエンジの所
定の微小回転角度相当以下か否かを判定する。ステップ
S4にて時間差Ｘが時間Δｔを超えればステップS5にて第
２の点火信号Psdを選択して点火制御信号Psを送出し、
上記時間差Ｘが時間Δｔ以下ならばステップS6にて第１
の点火信号Pscを選択して点火制御信号Psを送出する。
上記ステップS2,ステップS5およびステップS6のいずれ
かの処理後終了となるが上記フローは点火毎に繰返して
行なわれる。

なお、上記実施例において２つのクランク基準位置の検
出に２つの検出器を用いたが、これは第１のクランク基
準位置で低レベルから高レベルに変化し、第２のクラン
ク基準位置で高レベルから低レベルに変化するような基
準位置信号を出力する角度検出器を用いて２つのクラン
ク基準位置を検出してもよいし、１つの電磁ピックアッ
プで第１および第２のクランク基準位置を時系列的に検
出しこれとは別の検出器で両基準位置の判別をするよう
に構成してもよい。

また、基準パルス間隔計測手段15は最新の第２の基準位
置パルスPdより前回の第２の基準位置パルスPd発生時点
からこの次に発生する第１の基準位置パルスPc発生時点
迄の時間間隔を計測してもよいし、第１又は第２の基準
位置信号の最新の周期を1/2にした時間を基準位置パル
ス間隔として計測してもよい。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば第１の基準位置パルス
発生時点を基準とする第１の点火時期による第１の点火
時間から第１及び第２の基準位置パルス間の時間間隔を
差引いた時間と第２の基準位置パルス発生時点を基準と
する第２の点火時期による第２の点火時間との時間差が
エンジンの所定回転角度相当の時間を超えるときには第
１の点火時間経過時に発生する第１の点火信号に代えて
第２の点火時間経過時に発生する第２の点火信号を選択
して点火するように構成したので、エンジンの回転変動
が生じても第２の基準位置信号発生時点から第２の点火
信号が発生する迄の時間間隔が第１の点火信号に比較し
て極めて短かくなるために目標とする点火時期と略同じ
時期に第２の点火信号を発生して点火できるのでノッキ
ング等のエンジントラブルが生じないものが得られる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す点火時期制御装置の
ブロック図、第２図は点火信号選択手段の動作内容を示
すフロー図、第３図は従来装置のブロック図、第４図は
装置各部の信号状態を示す波形図である。 図中、１……クランク軸、２……円板、3A,3B……磁性
体、4C,4D……電磁ピックアップ、５……発振器、６…
…周期計測手段、７……点火時期演算手段、８……第１
の点火時間演算手段、９……第１の点火信号出力手段、
12……点火装置、13……第２の点火時間演算手段、14…
…第２の点火信号出力手段、15……基準パルス間隔計測
手段、16……時間差演算手段、17……Δｔ算出手段、18
……点火信号選択手段。 なお、図中同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンの第１のクランク角度位置で第１
   の基準位置信号を発生すると共に上記第１のクランク角
   度位置より所定の角度遅れた第２のクランク角度位置で
   第２の基準位置信号を発生する基準位置検出手段と、少
   なくとも上記第１又は第２の基準位置信号から上記エン
   ジンの回転周期を求める回転周期計測手段と、上記エン
   ジンの運転状態に応じて上記エンジンの第２のクランク
   角度位置を基準とする点火進角度値を演算する点火時期
   演算手段と、上記回転周期と上記点火進角度値とに基づ
   いて求めた上記第１の基準位置信号発生時点を基準とす
   る第１の点火時期に第１の点火信号を発生する第１の点
   火信号発生手段とを有する点火時期制御装置において、
   上記回転周期と上記点火時期演算手段により求められた
   上記点火進角度値に基づいて求めた上記第２の基準位置
   信号発生時点を基準とする第２の点火時期に第２の点火
   信号を発生する第２の点火信号発生手段と、上記第１の
   点火時期による第１の点火時間から上記第１および第２
   の基準位置信号間の時間間隔を差引いて求めた時間と上
   記第２の点火時期による第２の点火時期との時間差を求
   める時間差出力手段と、該時間差が上記回転周期から求
   めた上記エンジンの所定の回転角度相当の時間を超える
   ときには上記第１の点火信号の代わりに上記第２の点火
   信号を選択し、該第２の点火信号に同期して点火を行な
   うための点火制御信号を点火装置に出力することにより
   上記エンジンを点火させる点火信号選択手段とを備えた
   ことを特徴とする点火時期制御装置。