JPS591107Y2 - 進角制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、内燃機関の点火時期制御や燃料噴射時期制御
等に使用する進角制御信号を発生する進角制御装置に関
するものである。

近年、公害対策等の要求から、内燃機関の点火時期制御
や燃料の噴射時期制御等の高精度化が叫ばれてきており
、電子回路技術を応用した進角制御装置が採用され始め
ている。

さらに、内燃機関に最適な進角制御を行なわせるために
、各種条件から進角値を演算するのに、コンピュータ技
術を用いる場合もある。

このような方式による従来回路の一例を第１図に示す。

第１図において、１は角度信号発生器、１１は図示しな
い内燃機関に取り付けられ、内燃機関と同一回転数また
は、同期した回転数で回転するカム、１２は抵抗、１３
は上記カム１１により開閉される接点、１４は電源（図
示せず）に接続された電源線、２は三角波発生回路、２
１は単安定マルチバイブレータ、２２は低域通過フィル
タ、２３は演算増幅器、２４はコンテ゛ンサ、２５は抵
抗、２６はスイッチ、３は進角指令信号発生回路、Ａｏ
−Ａｎは進角指令信号、３１はＤ／Ａ変換器、４は比較
回路、５は出力端子を示す。

第２図は、第１図回路の動作説明のためのタイムチャー
トを示す。

第２図において、ａは角度信号発生器１の出力信号、ｂ
は単安定マルチバイブレータ２１の出力信号、Ｃは三角
波発生回路２の出力信号として出力される信号で演算増
幅器２３の出力端子に現われる出力信号波形、ｄは比較
回路４の出力信号を示す。

次に、第１図に示す従来回路の動作を、第２図タイムチ
ャートを用いて説明する。

第１図において、カム１１は内燃機関と同期して接点１
３を開閉する。

この結果、角度信号発生器１の出力信号は、第２図ａに
示す如く現われる。

第２図ａに示すように、出力パルス信号間の周期をＴ、
−周期を２π（ｒａｄ）とする。

また、出力パルス信号の立上り時点が基準の角度となる
ような角度にカム１１は取り付けられる。

単安定マルチバイブレータ２１は、角度信号発生器１の
出力信号パルスが発生した瞬間から時間幅ｒのパルス信
号を発生し、このパルス信号が低減通過フィルタ２２と
スイッチ２６に印加する。

低域通過フィルタ２２に単安定マルチバイブレータ２１
の出力パルス信号列が入力すると低域通過フィルタ２２
の出力には回転数に比例した回転数電圧■、が出力され
、この電圧■、が演算増幅器２３の非反転入力端子に印
加される。

回転数電圧■、は単安定マルチバイブレータ２１の出力
信号パルスの電圧振幅をＶＡとすれば、Ｖ、＝、Ｖ、で
与えられる。

演算増幅器２３の出力端子からコンテ゛ンサ２４に充電
される電流■はコンデンサ２４の容量をＣ１抵抗２５の
抵抗値をＲとすｎ、ｆ 、Ｉ ＝−Ｆ ＝ＭＶＡとなる
がら、回転数に比例した一定電流となるため、演算増幅
器２３の出力端子の電圧は回転数が一定な時は、直線的
に変化する。

しかも、単安定マルチバイブレータ２１の出力パルス幅
γとコンデンサ２４と抵抗２５により決まる時定数ＣＲ
を一致させておけば、演算増幅器２３の出力端子の電圧
は、単安定マルチバイブレータ２１が出力パルスを出力
した瞬間にＯ〔■〕から立上る直線上を変化する。

スイッチ２６はアナログスイッチと称するもので、制御
端子に“Ｈ”レベルの信号を印加したとき、閉放となる
から、単安定マルチバイブレータ２１が第２図すの如く
出力信号パルスを発生している間、閉成してコンデンサ
２４を放電する。

この結果、演算増幅器２３の出力端子には、第２図Ｃに
示す如く三角波信号が得られる。

ここで、演算増幅器２３の出力電圧を■とするとＶ−±
′ｔで与えられるから、ピーク電圧ＶＰはｔ＝Ｔの条件
で与えられＶＰ−（３Ｖ、となる。

今γ−ＣＲであるから、ＶＰ−ｖＡと一定値となり、回
転数に関係なく一定のピーク電圧■２になることを示す
。

一方、進角指令信号Ａ。−Ａ、は、例えばコンピュータ
等で演算された最適値がテ゛イジタル信号で与えられる
ものとする。

Ｄ／Ａ変換器３１は、前記のピーク電圧ｖＰが常に一定
であることから、内部でピーク電圧■２に等しい疑似ピ
ーク電圧ｖ′１を発生させ、疑似ピーク電圧ｖ′２をレ
ファレンス電圧として、ｎビットのディジタル値で与え
られる進角指令値を進角指令電圧■θに変換する。

進角指令信号は前記内燃機関の回転角度に応じて発生す
る信号をあらかじめ予想して設定されたものである。

ここに、進角度θは、第２図Ｃから２π 明らかなように、θ＝、；（Ｖ、−Ｖのとして与えられ
る。

比較回路４は三角波発生回路２の出力信号と、進角指令
信号発生回路３の出力信号を電圧比較し、第２図ｄに示
す如く出力信号を発生し、進角制御信号として端子５へ
出力する。

端子５には点火制御装置や、燃料噴射装置が接続され、
進角指令信号Ａ。

−Ａ、で与えられた進角度の点火あるいは燃料の噴射が
行なわれる。

以上のようにして、第１図装置は動作するが、内燃機関
の回転が急に減少した場合、過渡的に進角制御信号が発
生せず大きな問題となることがある。

第３図タイムチャートは、前述の状態が発生する理由を
説明するための図で、第２図と同一記号は同一部分の信
号を示す。

第３図において、時刻ｔ１〜ｔ４まで進角指令電圧■θ
は一定とすると、時刻ｔ２までは内燃機関が安定に回転
しており進角度θ１は、進角指令電圧■θ２π と、θｉ−耳（ＶＰ Ｖのの関係を保っており、第２
図で説明した安定状態と全く同様に動作している。

今、時刻ｔ２において極めて短時間に内燃機関の回転が
高くなると、低域通過フィルタ２２が遅れ要素であるか
ら、時刻ｔ２において、急に回転数電圧■、が追従しな
いため、また、角度信号発生回路１の出力信号間のエン
ジン回転数の変化は、次の角度信号発生回路１の出力信
号が入力されるまで判定できないため、三角波信号の変
化は時刻ｔ１゜４２間と同じ傾斜で変化しようとする。

この結果三角波信号のピーク電圧■１□は安定時のピー
ク電圧ｖＰより低くなる。

今、第３図において、時刻ｔ２゜４３間ではピーク電圧
ｖＰ□が進角指令電圧■θより低くなったため、比較回
路４には出力信号が現われず、出力端子５に進角制御信
号が全く出力されない。

時刻ｔ３以降は、回転数電圧ｖＮが安定しているとする
と、第３図に示す通り進角ぬは進角度θ１と等しくなり
、安定する。

このように、内燃機関の回転が急に上昇したとき発生す
る進角制御信号の歯ぬけ現象は、第１図に示したものに
限らず生じる。

すなわち、角度信号発生回路の第１の出力信号発生時点
で、つぎに発生する第２の出力信号を過去のエンジン情
報に基いて時間的に予測し、この予測した第２の出力信
号に対応して進角指令信号発生回路から出力された進角
指令信号と上記第２の出力信号とを比較して進角度を決
定する装置では、角度信号発生回路からの上記第１と第
２との出力信号間で内燃機関の回転角度が反映されない
ため、すなわちこの間に加速されたときには進角指令信
号で与えられた進角度より遅れた角度で進角制御信号が
発生するので、歯ぬけ現象となって現われ、内燃機関の
正常な回転を妨げたり、内燃機関の回転の停止を招く恐
れがあり、極めて厄介な問題である。

本考案は、この点に鑑みなされたもので、角度信号発生
器１の出力信号発生後の微少時間、出力信号を発生する
時間回路の出力信号と、比較回路４の出力信号との論理
和をとるゲート回路を用いて、前記欠点を除去しようと
するものである。

以下、本考案装置の詳細を説明する。

第４図は本考案の一実施例を示す回路図である。

第４図において、６はゲート回路、６１はオア回路を示
す。

なお、図中、第１図と同一記号は同一部分を示す。

第５図は、第４図回路の動作説明のタイムチャートを示
す。

第５図において、ｅはゲート回路６の出力信号を示す。

なお、図中第３図と同一記号は同一部分の信号を示す。

以下、第４図回路の動作を、第５図タイムチャートを用
いて説明する。

第５図タイムチャートは、第３図と全く同一条件で内燃
機関の回転が上昇した場合の各部の信号を示している。

第４図において、ゲート回路６はオア回路６１で構成さ
れ、比較回路４の出力信号と、単安定マルチバイブレー
タ２１の出力信号パルスとの論理和をとり、出力端子５
へ出力する。

したがって、第３図に示す時刻ｔ２．ｔ３のように、進
角制御信号が、出力端子５へ出力されなくなることはな
く、少なくとも、単安定マルチバイブレータ２１の出力
信号パルスが含まれている。

この場合の進角値は０度であるから、安定状態と比べれ
ば、進角度θは遅れたことになるが、進角制御信号が全
く発生しない第３図の状態に比べて、少なくとも進角度
θが０度の点では、点火や燃料の噴射が行なわれるから
、第５図に示すような、内燃機関の回転の急上昇時に発
生する進角制御信号の歯ぬけ現象による回転の停止を防
止でき、正常な回転を維持させることができる。

第４図では、ゲート回路６の一方の入力端子に、単安定
マルチバイブレーク２１の出力信号を印加したが、他に
、角度信号検出器１が出力信号を発生した直後、一定時
間、出力信号を発生する時間回路や、角度信号発生器１
の出力信号が変化した時点を検出するパルス端検出回路
等の出力信号でもよい。

さらに前記角度信号発生器１の出力パルス幅が、進角制
御範囲に比べて狭い場合は、角度信号検出器１の出力信
号を用いることも可能であることは説明を要しない。

また、第４図では、ゲート回路６を比較回路４の後段に
設置したが、同等の効果を得る構成は、特にこの方法に
限定されない。

例えば、第４図において、単安定マルチバイブレータ２
１の出力信号が発生する間、比較回路４の反転入力端子
に、進角指令電圧■θを与えないようなゲート回路の構
成も考えられるが、いずれも結果的には、比較回路４と
単安定マルチバイブレータ２１の出力信号パルスとの論
理和をとったことになる。

なお、上記実施例では、三角波発生回路として三角波の
傾きが回転数に比例するものを用いたが、これに限らず
、内燃機関の回転角度からの時間予想した進角度を進角
指令信号により設定するものであれば応用可能であるこ
とは勿論である。

以上のように、本考案によれば、進角指令信号発生回路
から出力される進角指令信号であって角度信号発生器の
出力パルス間隔に応じた内燃機関の回転数に基づいて設
定された信号と、三角波発生回路の出力信号とを比較回
路により比較し、この比較回路の出力信号と角度信号発
生器の出力信号パルスとゲート回路で論理和をとり、進
角制御出力信号とすることにより、内燃機関の回転が急
上昇したとき、従来回路で発生する恐れのあった、進角
制御信号の歯ぬけ現象を防止することができるため、こ
のような過渡状態においても内燃機関の回転の停止を防
止でき、正常な回転を維持させることのできる進角制御
装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の一例を示す回路図、第２図、第３図
は第１図装置の動作を説明するためのタイムチャート、
第４図は本考案の一実施例を示す回路図、第５図は第４
図回路の動作を説明するためのタイムチャートを示す。 図において、１は角度信号発生器、１１はカム、１２は
接点、１３は抵抗、２は三角波発生回路、２１は単安定
マルチバイブレーク、２２は低域通過フィルタ、２３は
演算増幅器、２４はコンデンサ、２５は抵抗、２６はス
イッチ、３は進角指令信号発生回路、３１はＤ／Ａ変換
器、４は比較回路、６はデーＩ・回路、６１はオア回路
を示す。 なお各図中、同一符号は同一部分または、相当部分を示
す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 内燃機関の回転角度の基準となる角度を検出する角度信
   号発生器、前記角度信号発生器の出力信号パルス間にお
   いて直線的に変化する信号を発生する三角波発生回路、
   前記内燃機関に要求される点火進角度あるいは燃料噴射
   角度の進角指令信号であって、前記角度信号発生器の出
   力パルス間隔に応じた前記内燃機関の回転数に基づいて
   設定されたものを出力する進角指令信号発生回路、前記
   三角波発生回路の出力信号と前記進角指令信号発生回路
   の出力信号を比較する比較回路、前記角度信号検出器の
   出力信号パルスと前記比較回路の出力信号との論理和を
   進角制御出力信号とするゲート回路を備えた進角制御装
   置。