JPH01138371A - 内燃機関用点火装置 - 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、マイクロコンピュータを用いて点火位置を制
御する内燃機関用点火装置に関するものである。

［従来の技術］ 最近内燃機関の出力の向上や燃費の改善等を図るために
点火位置を正確に制御することが要求されるため、マイ
クロコンピュータを用いて点火位置を制御する点火装置
が多く用いられるようになった。

マイクロコンピュータにより点火位置を演算する従来の
点火′！！Ａ置では、１回転の区間を回転速度検出区間
と、点火位置演算区間と、点火位置計測区間とに分けて
、回転速度検出区間の時間の長さから回転速度を検出し
、次いで点火位置演算区間で各回転速度における点火位
置を演算し、点火位置計測区間では基準位置からクロッ
クパルスの計数を開始して、点火位置に対応する所定数
のパルスを計数した時に点火位置を定める信号を得るよ
うにしいた。

［発明が解決しようとする問題点］ マイクロコンピュータを用いた従来の内燃機関用点火装
置は、マイクロコンピュータを駆動するためにバッテリ
を必要としたため、レース用の２輪車等のようにバッテ
リを搭載できない車両の内燃機関には適用することがで
きなかった。

また従来の点火装置では、１回転の区間を回転速度検出
区間と、点火位置演算区間と、点火位置計測区間とに分
ける必要があるため、各区間の開始位置を示す信号を発
生する複数のパルサコイルを必要とし、信号発電機の構
成が複雑になるという問題があった。

また内燃機関の性能を充分に発揮させるためには、点火
位置を回転速度に対して制御しただけでは充分でなく、
点火位置をスロットル開度°に対しても制御してスロッ
トル開度が大きい（混合ガスの流量が多い）場合程点火
位置を遅角させ、スロットルバルブの開度が小さい（混
合ガスの流伍が少ない）場合程点火位置を進ませるよう
にすることが望ましい。

本発明の目的は、バッテリを用いないでマイクロコンピ
ュータにより点火位置の制御を行わせることができるよ
うにした内燃機関用点火装置を提供するすることにある
。

［問題点を解決するための手段］ 本願用１の発明の構成を第１図を参照して説明する。本
発明は、点火コイル１と、内燃機関により駆動される磁
石発電機内に設けられたエキサイタコイル２と、点火コ
イルの１次側に設けられてエキサイタコイルの正の半サ
イクルの出力電圧でコンデンサ充電回路３を通して充電
される点火エネルギー蓄積用コンデンサ４と、導通した
際に点火エネルギー蓄積用コンデンサの電荷を点火コイ
ルの１次コイルに放電させるように設けられた放電制御
用サイリスタ５と、マイクロコンピュータにより各回転
速度における点火位置を演算して演算された点火位置で
放電制御用サイリスタにトリガ信号を与える点火位置制
御装置６とを備えた内燃機関用点火装置において、バッ
テリを用いないでマイクロコンピュータによる点火位置
の制御を行わせることかできるようにしたものである。

そのため、本発明においては、エキサイタコイル２の出
力により一方の極性に充電される電源コンデンサと該電
源コンデンサの両端の電圧を一定に保つ定電圧手段とを
備えて該電源コンデンサから前記マイクロコンピュータ
を含む点火位置制御装置に駆動電力を供給する電源回路
７と、該電源回路の出力電圧が点火位置制御装＠６を駆
動するのに必要な電圧よりも低い時にマイクロコンピュ
ータをリセット状態に保持するマイクロコンピュータリ
セット回路８と、内燃機関の始動回転速度付近の低速領
域での点火位置に相応する位置でスレショールドレベル
以上になる低速時点火位置信号ＥＳ１と該低速時点火位
置信号よりも愉相が進んだ位置でスレショールドレベル
以上になる外部割込み信号ＥＳ２とを出力するパルサコ
イル９とを具備している。

点火位置制御装置６は、与えられた回転速度情報に基い
て点火位置を演算する点火位置演算手段６ａと、外部割
込み信号Ｅｓ２が発生する毎に点火位置演算手段６ａの
動作に割込みをかけて、クロックパルスを計数している
タイマ６ｂの計数値を回転速度情報Ｎｅとして取込む動
作と該タイマ６ｂをリセットする動作と既に演算されて
いる点火位置θｉｇの情報をレジスタ６Ｃに蓄積する動
作とを行う第１の割込み処理手段６ｄと、タイマ６ｂの
計数値と前記レジスタ６Ｃの内容とを比較して両者が一
致した時に内部割込み信号Ｅｉを発生させる内部割込み
信号発生手段６ｅと、内部割込み信号が発生した時に点
火位置演算手段６ａの動作に割込みをかけて定常運転時
点火位置信号Ｅｆを発生させる第２の割込み処理手段６
ｆと、定常運報時点火位置信号Ｅ［または低速時点火位
置信号Ｅｓｌのいずれかが発生した時にサイリスタ５に
トリガ信号を与えるトリガ信号出力回路６ｇとを備えて
いる。

また本願第２の発明は機関の回転速度とスロットルバル
ブの開度とに応じて点火位置を制御し得るようにしたも
ので、その構成を第２図に示しである。この第２の発明
においては、上記第１の発明の構成に加えて、内燃機関
のスロットルの開度を連続的に検出するスロットル開度
検出装置１０が設けられている。また点火位置制御装置
６は、スロットル開度検出装置の出力をデジタル信号に
変換してスロットル開度情報を出力するアナログデジタ
ル変換回路６ｈを備え、点火位置演算手段６ａは、与え
られた回転速度情報及びスロットル開度情報の双方に基
いて点火位置を演算する。その他の点は第１の発明と同
様である。

［発明の作用］ 上記のように、エキサイタコイルの出力電圧を直流定電
圧に変換する電源回路７を設けて該電源回路を点火位置
制御装置６のマイクロコンピュータの電源とするととも
に、電源回路７の出力電圧がマイクロコンピュータを駆
動するために°必要な大きさに達しない機関の低・速時
にマイクロコンピュータをリセット状態に保つリセット
回路８を設け、機関の低速時にはパルサコイルから与え
られる低速時点火位置信号ＥＳ１によりトリガ信号を与
えるようにすると、バッテリを用いずにマイクロコンピ
ュータを動作させることができる上に、マイクロコンピ
ュータを動作させ得る電圧が得られない機関の低速時に
おいても点火動作を行わせることができる。従ってバッ
テリを搭載できない場合でもマイクロコンピュータによ
り内燃機関の点火位置を正確に制御することができる。

また本発明の装置では、パルサコイルから外部割込み信
号と低速時点火位置信号とを得て、外部割込み信号が発
生する毎に回転速度情報の取込みを行うと共に、この外
部割込み信号の発生位置を基準にして点火位置の計測を
開始させる。このように構成すると、１回転の区間を点
火位置の演算区間と点火位置の計測区間とに分けている
従来の点火装置のように、複数のパルサコイルを必要と
しないため、信号発電機の構成を簡単にすることができ
る。

更に、本願第２の発明では、スロットルバルブの開度を
連続的に検出するスロットル開度検出器を設けて、該検
出器の出力をアナログデジタル変換器を通してマイクロ
コンピュータにスロットル開度情報として与え、点火位
置演算手段が該スロットル開度情報と回転速度情報とに
より点火位置を演算する。従ってバッテリを搭載できな
い車両等において内燃機関の点火位置を回転速度とスロ
ットルバルブ開度との双方に対して制御することができ
、機関の性能の向上を図ることができる。

［実施例］ 以下添附図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第３図は第２図の構成を実現した本発明の実施例の全体
的構成を示したもので、同図において１は点火コイル、
２は内燃機関により駆動される磁石発電機内に設けられ
たエキサイタコイル、４は点火コイルの１次側に設けら
れた点火エネルギー蓄積用コンデンサ、５は内燃機関の
点火位置でコンデンサ４の電荷を点火コイルの１次コイ
ルに放電させる放電制御用サイリスタである。この例で
は点火コイルの１次コイル及び２次コイルの一端が接地
され、１次コイルの非接地側端子にコンデンサ４の一端
が接続されている。コンデンサ４の他端はカソードを該
コンデンサ側に向けたダイオードＤ１を通してエキサイ
タコイル２の一端に接続され、エキサイタコイルの他端
はアノードを接地したダイオードＤ２のカソードに接続
されている。点火コイル１の１次コイルの両端にはカソ
ードを接地側に向けたダイオードＤ３が接続され、該点
火コイルの２次コイルには図示しない機関の気筒に取付
けられた点火プラグＰｒが接続されている。以上の各部
によりコンデンサ放電式の点火回路が構成されている。

この例では、エキサイタコイル２→ダイオードＤ１→コ
ンデンサ４→ダイオードＤ３及び点火口イルの１次コイ
ル→ダイオードＤ２→エキサイタコイルの回路によりコ
ンデンサ４を充電するコンデンサ充電回路が構成され、
エキサイタコイル２の正の半サイクルの出力電圧Ｖｅｌ
によりこのコンデンサ充電回路を通して点火エネルギー
蓄積用コンデンサ４が図示の極性に充電される。内燃機
関の点火位置でサイリスタ５のゲートにトリガ信号が供
給されると該サイリスタ５が導通し、コンデンサ４の電
荷がサイリスタ５を通して点火コイルの１次コイルに放
電する。これにより点火コイルの２次コイルに高電圧が
誘起し、点火プラグｐｒに火花が生じて機関が点火され
る。

６はマイクロコンピュータを用いて上記サイリスタ５に
トリガ信号を与える位置（点火位置）を制御する点火位
置制御装置で、この点火位置制御装置６を駆動するため
、エキサイタコイル２を電源とする電源回路７が設けら
れている。この電源回路は、エキサイタコイル２のダイ
オードＤ２側の端子にアノードが接続されたダイオード
Ｄ４と該ダイオードＤ４のカソードと接地間に接続され
た電源コンデンサＣｏと、ダイオードＤ４及びコンデン
サＣＯの直列回路の両端にカソードを接地側に向けて接
続されたサイリスクＳ１と、゛コンデンサＣｏの非接地
側端子に抵抗Ｒ１を介してカソードが接続されアノード
がサイリスクＳ１のゲートに接続されたツェナーダイオ
ードｚ１と、ツェナーダイオードＺ１のカソードと接地
間に接続された抵抗Ｒ２と、エキサイタコイル２のダイ
オードＤ１側の端子と接地間にアノードを接地側に向け
た接続されたダイオードＤ５とがらなっており、電源コ
ンデンサＣＯの両端の電圧ＥＯが点火位置制御装置６の
電源端子に印加されている。

上記電源回路７においては、エキサイタコイル１の負の
半サイクルの出力電圧によりダイオードＤ４及びＤ５を
通してコンデンサＣｏが図示の極性に充電される。コン
デンサＣｏの端子電圧が設３定植に達するとツェナーダ
イオードＺ１が導通してサイリスタＳ１に点弧信号を与
えるため該サイリスタ＄１が導通し、コンデンサＣｏへ
の充電電流を側路する。従ってコンデンサＧｏは常に設
定電圧まで充電され、該コンデンサＣＯの両端の電圧は
一定に保たれる。

点火位置１１ＪＩＩＩ装置６は内燃機関に取付けられた
信号発電機内に設けられたパルサコイル９の出力と内燃
機関のスロットルバルブの開度を連続的に検出するスロ
ットル開度検出器１０の出力信号ＥＶとを入力としてマ
イクロコンピュータにより内燃機関の点火位置を演算し
、演算した点火位置でサイリスタ５にトリガ信号を与え
る。

パルサコイル９は、内燃機関に取付けられた信号発電機
内に設けられる。この信号発電機は例えば機関の出力軸
と同期して回転するリラクタ（誘導子）とパルサコイル
及び該パルサコイルに磁束を流す磁石を有する信号発電
子とからなり、信号発電子がリラクタに対向する毎に第
６図＜Ａ）に示すような信号ＥＳ１及びＥｓ２を誘起す
る。これらの信号の内、ＥＳＩは内燃機関の始動回転領
域付近の低速領域の点火位置く通常は最小進角位＠）で
スレショールドレベル以上になる低速時点火位置信号で
あり、ＥＳｌは該点火位置信号ＥＳＩよりも所定の角度
だけ位相が進んだ位置でスレショールドレベル以上にな
る外部割込み信号である。本実施例において外部割込み
信号Ｅｓ１がスレショールドレベル以上になる位置は内
燃機関の最大進角位置または該最大進角位置よりも僅か
に位相が進んだ位置に設定される。

内燃機関が単気筒で、１回転当り１回だけ点火動作を行
わせる場合にはリラクタを１個としてパルサコイルに信
号ＥＳ１及びＥｓ２を１回だけ発生させる。また２気筒
内燃機関のように１８０度間隔で１回転当り２回点火動
作を行わせる場合には、２個のリラクタを１８０度離れ
た対称位置に配置し、１個のパルサコイルに信号ＥＳ１
及びＥｓ２を１回転当り２回ずつ発生させる。

図示のスロットル開度検出器１０は固定端子１０ａ、１
０ｂ間に電源回路７から直流定電圧ＥＯが印加され、可
動接触子１０Ｃがスロットルバルブに連動するように設
けられたポテンショメータからなり、可動接触子１０ｃ
と固定端子１０ｂとの間にスロットルバルブの開度に比
例した開度倹比倍＠Ｅ■が得られるようになっている。

次に第４図を参照すると、点火位費制御装首６の構成が
示されている。同図において６１は割込み制御回路６１
ａ１随時与えられる各種のデータを記憶するランダムア
クセスメモリ（ＲＡＭ）６１ｂ、所定のプログラムを記
憶したリードオンリメモリ（ＲＯＭ＞６１　ｃ、アナロ
グデジタル変換器（Ａ／Ｄコンバータ）６１ｄ、タイマ
６ｂ、レジスタ６Ｃ及びコンパレータ６ｅを備えたマイ
クロコンピュータである。

６２及び６３はそれぞれパルサコイル９が発生する低速
時点火位置信号ＥＳ１及び外部割込み信号ＥＳ２をパル
ス状に波形整形する低速時点火位置信号波形整形回路及
び外部割込み信号波形整形回路で、低速時点火位置信号
ＥＳ１及び外部割込み信号ＥＳ２はこれらの波形整形回
路により、それぞれ低速時の点火位置及び該点火位置よ
りも位相が進んだ位置で立上るパルス信号Ｅｐ１及びＥ
ｐ２に変換される。

外部割込み信号波形整形回路６３の出力パルスＥｐ２は
フリップフロップ回路６４のリセット端子ｒに入力され
、低速時点火位置信号波形整形回路６２の出力パルスＥ
ｐ１はフリップフロップ回路６４のセット端子Ｓに入力
されている。フリップフロップ回路６４の正論理出力端
子Ｑに得られる信号ＥＱが割込み制御回路６１ａに入力
され、フリップフロップ回路の出力端子Ｑに得られる信
号の立下りで割込み制御回路６１ａに割込み信号ＩＮ１
が与えられるようになっている。フリップフロップ回路
６４の正論理出力端子Ｑの出力ＥＱはまたＮＯＴ回路６
５に入力され、該ＮＯＴ回路の出力Ｅｑがアンド回路６
６に入力されている。

マイクロコンピュータ６１は、入力ポートと出力ボート
とに切替え可能なボートＡを備えている。

このボートＡはマイクロコンピュータがリセット状態に
ある時に入力ポートに切替えられ、マイクロコンピュー
タが動作可能な状態になった時に出力ボートに切替えら
れる。ボートＡはプルアップ抵抗６７を通して電源回路
７の出力端子に接続されるとともにＮＯＴ回路６８の入
力端子に接続され、該ＮＯＴ回路６８の出力ｆ、ａがア
ンド回路６６に入力されている。

後述するように、マイクロコンピュータが動作している
時には、定常運転時の点火位置でアンド回路６６の出力
側に論理状態が「１」の定常運転時点火位置信号Ｅｆが
出力される。このアンド回路６６の出力は低速時点火位
置信号波形整形回路６２の出力信号とともにオア回路６
９に入力され、アンド回路６６の出力側に定常運転時点
火位置信号Ｅｆが得られた時またはパルサコイル９が低
速時点火位置信号Ｅｓ１を出力した時にオア回路６９か
ら第３図の放電制御用サイリスタ５にトリガ信号Ｅｔが
得られるようになっている。この例ではオア回路６９に
よりトリガ信号出力回路６ｇが構成されている。

スロットル開度検出器１０の出力はＡ／Ｄコンバータ６
１ｄに入力されてデジタル信号に変換され、マイクロコ
ンピュータ内のＲＡＭに取込まれる。

内燃機関の回転速度が低く、電源回路７の出力がマイク
ロコンピュータを正常に動作させ得る値に遠しない間（
通常は８００ｒｐｍ未満）は、リセット回路８がマイク
ロコンピュータ６１をリセット状態に保持しているため
マイクロコンピュータは演算を停止している。この状態
ではマイクロコンピュータ６１のボートＡが入力ポート
に設定されているため、該ボートＡには信号が出力され
ず、ボートＡはプルアップ抵抗６７により論理状態が「
１」に保持されている。この時Ｎ０７回路６８の出力は
ｒＯＪであるため、アンド回路６６の出力も「０」であ
り、アンド回路６６は定常運転時点火位置信号を出力し
ない。この時サイリスタ５へのトリガ信号Ｅｔは、パル
サコイル９から得られる低速時点火位置信号ＥＳ１によ
り与えられる。

このように、本発明においては、マイクロコンピュータ
を駆動できない機関の低速時においても、パルサコイル
からトリガ信号を与えることができるため、機関の始動
を確実に行わせることができる。

機関の回転速度がある程度上昇して電源回路７の出力電
圧が規定値以上になると、リセット回路８によるリセッ
トが解除されるため、マイクロコンピュータ６１が動作
を開始し、ＲＯＭのＯ番地からプログラムの実行を開始
する。

マイクロコンピュータ６１内には、ＲＯＭに記憶された
所定のプログラムにより点火位置演算手段、第１の割込
み処理手段及び第２の割込み処理手段（第２図参照）が
実現され、これらにより点火位置が演算されるとともに
、外部割込み信号ＥＳ２の発生位置を基準にして演算し
た点火位置に相応する数のクロックパルスを計数するこ
とにより点火位置を計測して、該点火位置で定常運転時
点火位置信号Ｅ「を出力する。

点火位置演算手段６ａはＲＯＭに記憶されたプログラム
のメインルーチンＭＡＩＮで実現される。

この点火位置演算手段のアルゴリズムを示すフローチャ
ートを第７Ａ図に示す。

メインルーチンＭＡＩＮが開始されると、先ずＲＡＭに
記憶される各データの初期化（イニシャライズ）を行い
、次いでＡ／Ｄコンバータの出力をバルブ開度の現在値
データＶとしてＲＡＭに記憶する。ＲＯＭ内にはバルブ
開度の設定値Ｖ１１゜Ｖｌｏ、　Ｖ２１．　Ｖ２Ｏ，Ｖ
３１及ヒＶ　３０　（Ｖ　１１＜Ｖ　１０＜Ｖ２１＜　
Ｖ２Ｏ＜　ＶＳ２＜　Ｖ２Ｏ）が記憶されている。これ
らの設定値の大小関係を第７Ｂ図に示しである。

初期状態では、設定値Ｖ１０．　Ｖ２Ｏ及びＶ２Ｏがそ
れぞれＲＡＭ内にバルブ開度領域の境界値データＶ１、
■２及び■３として記憶されており、これらの設定値Ｖ
１０．　Ｖ２０及ヒＶ３０ハそれぞれ２５％。

５０％及び７５％のバルブ開度に相応している。

ＲＡＭ内にバルブ開度の現在値データＶを読込んだ後、
このデータＶを先ず設定値Ｖ３と比較する。その結果Ｖ
≧ｖ３の時には設定値Ｖ１１．　Ｖ２１及びＶＳ２をそ
れぞれ境界値データＶ１　、Ｖ２及びｖ３とし、Ｖ＜Ｖ
３の時には現在値データＶを境界値データＶ２と比較す
る。この比較の結果Ｖ≧Ｖ２の時には設定値Ｖ１１．　
Ｖ２１及びＶ２Ｏを境界値データＶ１　、Ｖ２及びＶ３
とし、Ｖ＜Ｖ２の時には現在値データＶを境界値データ
■１と比較する。

ここでＶ２Ｖ５の時には設定値Ｖｌｌ、　Ｖ２Ｏ及びＶ
３Ｏをそれぞれ境界値データＶ１　、Ｖ２及び■３とし
、■〈ｖｌの時ニハ設定値ＶＩＯ，Ｖ２０及ヒＶ３０を
それぞれ境界値データＶｌ　、Ｖ２及び■３とする。

マイクロコンピュータのＲＯＭ内には、バルブ開度■が
、Ｖくｖｌ、■１≦Ｖくｖ２、■２≦■＜Ｖ３及び■３
≦■の範囲にある時の点火位置θｉｇをそれぞれ回転速
度データＮｅの関数として演算する演算式ｆ　ｏ（Ｎｅ
）　、ｆ　１（Ｈｅ）　、ｆ　２（Ｈｅ）及びｆ　３（
Ｈｅ）が記憶されており、与えられた回転速度データＮ
ｅとこれらの演算式とにより、点火位置θｉｇを演算す
る。この点火位置のデータはＲＡＭ内の所定のアドレス
に記憶させておく。点火位置が演算された後再びＡ／Ｄ
コンバータの出力値を取込み、以後同じ動作を繰返す。

第７Ａ図のアルゴリズムに従って点火位置を演算する場
合には、バルブ開度が低開度の設定領域から高開度の設
定領域に変化した際に両設定領域間の境界値データを小
さい方の設定値に書換える。

例えばバルブ開度■が０〜Ｖ１０の領域からＶ１０〜Ｖ
２０の領域に入った時には境界値データＶ１を設定値Ｖ
ＩＯからＶ　１１（＜　Ｖ　ＩＱ）に書換え、バルブ開
度がｖ１０〜Ｖ２０の領域からＶ２０〜Ｖ３０の領域に
入った場合には境界値データ■２を設定値Ｖ２０がらＶ
２１　（＜　Ｖ２Ｏ）に書換える。またバルブ開度が高
開度の設定領域から低開度の設定領域に変化した時には
、両設定領域の境界値データを小さな方の設定値から大
きな方の設定値に書換える。例えばバルブ開度がＶ３１
以上の領域からＶ２１〜Ｖ３１の領域に入った場合には
、境界値データ■３をＶＳ２がらＶ２Ｏに１換え、バル
ブ開度がＶ２１〜Ｖ３１の領域からＶ１１〜Ｖ２１の領
域に入った場合には境界値データｖ２をＶ２１からＶ２
Ｏに書換える。

バルブ開度の設定範囲を複数個設定して、各設定範囲毎
に異なる計算式で点火位置を演算する場合に設定範囲の
境界値を固定した場合には、バルブ開度が設定範囲の境
界付近に調整された場合にスロットルを操作する運転者
の手の振れ等によりバルブ開度が僅かでも変動すると、
点火位置が進角したり遅角したりしてａｒＡの動作が不
安定になる。

これに対し、第７Ａ図に示したようにバルブ開度の設定
範囲の境界値データを大小２つずつ用意しておき、バル
ブ開度が低開度の設定範囲から高開度の設定範囲に変化
した時には両段定範囲間の境界値を小さい方の設定値に
置換え、高開度の設定範囲から低開度の設定範囲に変化
した時には両膜定範囲の境界値を大きい方の境界値に置
換えるようにすると、バルブ開度変化に対する点火特性
の変化にヒステリシスを持たせることができるため、ス
ロットルバルブの開度が設定範囲の境界付近に調整され
た時に、点火位置が変動するのを防いで機関の動作を安
定にすることができる。

上記点火位置制御装置において回転速度データＮｅの取
込みは次のように行われる。パルサコイル９が外部割込
み信号ＥＳ２を出力すると、フリップフロップ回路６４
がリセットされるため、第６図（Ｂ）に示したようにフ
リツプフロツプ回路の正論理出力ＥＱが零に立下り、こ
の立下りで割込みｖ制御回路６１ａに割り込み信号ＩＮ
１が与えられる。これにより第７Ａ図のメインルーチン
が実行中のステップを終了した所で中断され、第８図の
割込みルーチンｌＮＴ１が実行されて第゛１の割込み処
理手段が実現される。この割込みルーチンに置いては先
ずボートへの論理状態が「１」にされ（第６図り参照）
、次いでタイマ６ｂの計数値がＲＡＭ内に回転速度デー
タＮｏとして記憶される。この回転速度データは前回の
外部割込み信号Ｅｓ２が発生してから今回の外部割込み
信号ＥＳ２が発生するまでにタイマ６ｂが計数したクロ
ックパルスの計数値であり、機関の回転速度が高くなれ
ば小さくなり、回転速度が低くなれば大きくなる。

従ってこの回転速度データＮｅは機関の回転速度に１対
１で対応しており、このデータに基いて各回転速度にお
ける点火位置を演算できる。タイマの計数値をＲＡＭに
データＮｅとして記憶させた後、タイマ６ｂをリセット
し、該タイマに新たな計数を開始させる。次いで既に第
７Ａ図のメインルーチン（点火位置演算手段）で演算さ
れている点火位置データθｉｇの内容をレジスタ６Ｃに
転送した後側込みルーチンを終了する。レジスタ６Ｃに
与えられる点火位置データは、クランク軸が外部割込み
信号Ｅｓ２の発生位置から点火位置まで回転する間にタ
イマ６ｂにより計数されるクロックパルスの計数値に等
しくなっている。

第８図の割込みルーチンが終了すると第７Ａ図のメイン
ルーチンの実行が再開され、点火位置の演算が再開され
る。第８図においてＲＥＴＩは割込み開始時のメインル
ーチンの最後のステップの次のステップに戻ることを意
味している。

第８図の割込みルーチンによりレジスタに点火位置デー
タθ；９が転送されると、コンパレータ６ｅが該レジス
タの内容とダイマロｂの計数値とを比較し、タイマの計
数値がレジスタの内容に一致した時にコンパレータ６ｅ
が割込み制御回路６１ａに内部割込み信号ＩＮ２を与え
る。これにより第９図に示す第２の割込みルーチンＩＮ
Ｔ２が実行され、第２の割込み処理手段が実現される。

この割込みルーチンにおいては、ボートへの論理状態が
「０」にされ、その後第７Ａ図のメインルーチンに戻る
。

第４図に示した点火位置制御装置においては、外部割込
み信＠Ｅｓ２が発生して（外部割込み信号Ｅｓ２の発生
位置は最大進角位置または最大進角位置よりも僅かに進
んだ位置に設定さ机でいる。）フリップフロップ回路６
４がリセットされてから低速時点火位置信号ＥＳ１が発
生してフリップフロップ回路６４がセットされるまでの
間Ｎ０７回路６５の出力Ｅｑの論理状態が「１」になっ
ている。

ボートへの出力ｌｅａの論理状態が「１」の時には、Ｎ
ＯＴ回路６８の出力の論理状態が「０」であるため、ア
ンド回路６６の出力は「０」である。マイクロコンピュ
ータが演算した点火位置でボートＡの出力Ｅａ　　（第
６図り参照）の論理状態が「０」になると、ＮＯＴ回路
６８の出力Ｅａ　　（第６図Ｅ参照）の論理状態が「１
」になり、アンド回路６６の出力側に定常運転時点火位
置信号Ｅｆ　　（第６図Ｆ参照）が１７られる。低速時
点火位置信号ＥＳ１が発生してフリップフロップ回路６
３の出力Ｅｑが「１」になると、アンド回路６６の出力
がｒＯＪになる。オア回路６９の出力はアンド回路６６
の出力が「１」になっている時及び低速時点火位置信号
ＥＳＩがスレショールドレベル以上になっていて波形整
形回路６２からパルス信号Ｅｐ１（第６図Ｇ参照）が発
生している時に「１」になる。従って定常運転時にサイ
リスタ５のゲートに与えられるトリガ信号Ｅｔの波形は
第６図（Ｈ）に示すようになる。

機関の回転速度が低く、電源回路７の出力がマイクロコ
ンピュータを駆動し得る大きさに達していない時には、
マイクロコンピュータがリセット状態に保持され、ボー
トΔが入力ボートに設定されてその出力Ｅａの論理状態
が「１」に保持されているため、アンド回路６６の出力
はｒＯＪに保たれている。この時波形整形回路６２の出
力パルスＥｐ１によりオア回路６９を通してサイリスタ
５にトリガ信号が与えられる。

上記の実施例では、スロットルバルブ開度の設定範囲を
４個設定して、バルブ開度がいずれの範囲にあるかによ
って、点火特性を４段階に（例えば第１１図の曲線ａな
いしｄに示すように）切替えるようにしているが、バル
ブ開度の設定範囲の数は任意である。

また本発明においてはいスロットルバルブの開度を連続
的に検出するため、点火位置を回転速度とスロットルバ
ルブとの双方の関数として演算することにより、バルブ
開度に応じて点火位置を連続的に制御することもできる
。この場合のメインルーチン（点火位置演算手段）のア
ルゴリズムを第１０図に示しである。第１０図のアルゴ
リズムによる場合には、イニシャライズを行った後Ａ／
Ｄコンバータの出力をバルブ開度データＶとしてＲＡＭ
に記憶させ、次いで回転速度データＮｅ（回転速度に反
比例している）とバルブ開度データ■との関数として点
火位置を演算し、演算した点火位置を点火位置データθ
ｉｇとしてＲＡＭに記憶する。

上記の実施例では、電源回路７の電源コンデンサＣＯを
エキサイタコイルの負の半サイクル（点火エネルギー蓄
積用コンデンサ４の充電を行わない半サイクル）の出力
で充電するようにしているが、第５図に示すようにエキ
サイタコイルの正の半サイクルの出力で電源コンデンサ
Ｇｏを充電するように構成してもよい。第５図の例では
、エキサイタコイル２のダイオードＤ１と反対側の端子
が接地され、点火エネルギー蓄積用コンデンサ４と点火
コイル１の１次コイルとの間にアノードを点火コイル側
に向けたダイオードＤ６が挿入されている。そしてコン
デンサ４とダイオードＤ６のカソードとの接続点にダイ
オードＤ７のアノードが接続され、該ダイオードＤ７の
カソードと接地間にダイオードＤ４を通して電源コンデ
ンサＣＯが接続されている。電源回路７のその他の構成
は第３図に示した例と同様である。

第５図に示した実施例では、エキサイタコイル２の正の
半サイクルの出力により、エキサイタコイル２→ダイオ
ードＤ１→コンデンサ４→ダイオードＤ７→ダイオード
Ｄ４→コンデンサＣＯ→エキサイタコイル２の経路でコ
ンデンサ４及びコンデンサＣＯが充電される。ここでコ
ンデンサＣ０の静電容量はコンデンサ４の静電容量より
も充分大きく設定され、コンデンサ４に蓄積される点火
エネルギーが不足しないように配慮されている。

電源回路７の構成は第３図及び第５図に示した例に限ら
れるものではなく、エキサイタコイル２の出力により一
方の極性に充電される電源コンデンサＣＯと該電源コン
デンサの両端の電圧を一定に保つ定電圧手段とを備えた
回路であればいかなるものでもよい。例えば上記実施例
に示したものと同様の構成の電源回路をエキサイタコイ
ル２に対して並列に接続して、エキサイタコイルの正の
半サイクルの出力で点火エネルギー蓄積用コンデンサ４
を介さずに電源コンデンサＧｏを充電するようにしても
よい。定電圧手段としては電源コンデンサＣｏに並列接
続したツェナーダイオードを用いてもよい。

第３図ないし第１０図に示した実施例は、第２図の構成
を実現したものであるが、スロットル開度検出器１０及
びＡ／Ｄコンバータを省略して回転速度のみに対して点
火位置を制御することもできる。また回転速度情報と共
にスロットルバルブの開度以外の情報を取込んで点火位
置を制御することもできる。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、エキサイタコイルの出
力電圧を直流定電圧に変換する電源回路を設けて該電源
回路を点火位置制御装置のマイクロコンピュータの電源
とするとともに、電源回路の出力電圧がマイクロコンピ
ュータを駆動するために必要な大きさに達しない機関の
低速時にマイクロコンピュータをリセット状態に保つリ
セット回路を設け、機関の低速時にはパルサコイルがら
与えられる低速時点火位置信号によりトリガ信号を与え
るように構成したので、バッテリを用いずにマイクロコ
ンピュータを動作させることができる上に、マイクロコ
ンピュータを動作させ得る電圧が得られない機関の低速
時においても点火動作を行わせることができる。従って
バッテリを搭載できない場合でもマイクロコンピュータ
により内燃機関の点火位置を正確に制御することができ
る利点がある。また本発明の装置によれば、パルサコイ
ルから外部割込み信号と低速時点火位置信号とを得て、
外部割込み信号が発生する毎に“回転速度情報の取込み
を行うと共に、この外部割込み信号の発生位置を基準に
して点火位置の計測を開始させるので、１個のパルサコ
イルを設けるだけでマイクロコンピュータによる点火位
置制御を行わせることができ、信号発電機の構成を簡単
にすることができる。

更に本願筒２の発明によれば、スロットルバルブの開度
を連続的に検出するスロットル開度検出器を設けて、該
検出器の出力をアナログデジタル変換器を通してマイク
ロコンピュータにスロットル開度情報として与え、点火
位置演算手段がスロットル開度情報と回転速度情報とに
より点火位置を演算するようにしたので、バッテリを搭
載できない車両等において内燃機関の点火位置を回転速
度とスロットルバルブ開度との双方に対して制御するこ
とができ、機関の性能の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はそれぞれ本願筒１及び第２の発明の
構成を示す構成図、第３図は第２図の構成を具体的にし
た実施例を示す回路図、第４図は第３図の実施例の点火
位置制御回路の構成を示すブロック図、第５図は本発明
で用いる電源回路の変形例を示す回路図、第６図は第４
図の各部の信号波形を示す波形図、第７Ａ図は第３図及
び第４図に示した実施例における点火位置演算手段のア
ルゴリズムを示すフローチャート、第７Ｂ図は第７Ａ図
のアルゴリズムによる場合に用いるパルプ開度範囲の境
界設定値の大小関係を示す説明図、第８図及び第９図は
それぞれ同実施例で用いる第１及び第２の割込み処理手
段のアルゴリズムを示すフローチャート、第１０図は点
火位置演算手段のアルゴリズムの他の例を示すフローチ
ャート、第１１図はスロットルバルブの開度に応じて点
火位置を４段階に切替える場合の点火特性の一例を示す
絵図である。 １・・・点火コイル、２・・・エキサイタコイル、４・
・・点火エネルギー蓄積用コンデンサ、５・・・放電制
御用サイリスタ、６・・・点火位置制御回路、６ａ・・
・点火位置演算手段、６ｂ・・・タイマ、６Ｃ・・・レ
ジスタ、６ｄ・・・第１の割込み処理手段、６ｅ・・・
コンパレータ、６ｆ・・・第２の割込み処理手段、６ｇ
・・・トリガ信号出力回路、７・・・電源回路、８・・
・リセット回路、９・・・パルサコイル。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）点火コイルと、内燃機関により駆動される磁石発
   電機内に設けられたエキサイタコイルと、前記点火コイ
   ルの１次側に設けられて前記エキサイタコイルの正の半
   サイクルの出力電圧で充電される点火エネルギー蓄積用
   コンデンサと、導通した際に前記点火エネルギー蓄積用
   コンデンサの電荷を点火コイルの１次コイルに放電させ
   るように設けられた放電制御用サイリスタと、マイクロ
   コンピュータにより各回転速度における点火位置を演算
   して演算された点火位置で前記放電制御用サイリスタに
   トリガ信号を与える点火位置制御装置とを備えた内燃機
   関用点火装置において、 前記エキサイタコイルの出力により一方の極性に充電さ
   れる電源コンデンサと該電源コンデンサの両端の電圧を
   一定に保つ定電圧手段とを備えて該電源コンデンサから
   前記マイクロコンピュータを含む点火位置制御装置に駆
   動電力を供給する電源回路と、 前記電源回路の出力電圧が前記点火位置制御装置を駆動
   するのに必要な電圧よりも低い時に前記マイクロコンピ
   ュータをリセット状態に保持するマイクロコンピュータ
   リセット回路と、 内燃機関の始動回転速度付近の低速領域での点火位置に
   相応する位置でスレショールドレベル以上になる低速時
   点火位置信号と該低速時点火位置信号よりも位相が進ん
   だ位置でスレショールドレベル以上になる外部割込み信
   号とを出力するパルサコイルとを具備し、 前記点火位置制御装置は、 与えられた回転速度情報に基いて各回転速度における点
   火位置を演算する点火位置演算手段と、前記外部割込み
   信号が発生する毎に前記点火位置演算手段の動作に割込
   みをかけて、クロックパルスを計数しているタイマの計
   数値を前記回転速度情報として取込む動作と該タイマを
   リセットする動作と既に演算されている点火位置の情報
   をレジスタに蓄積する動作とを行う第１の割込み処理手
   段と、 前記タイマの計数値と前記レジスタの内容とを比較して
   両者が一致した時に内部割込み信号を発生させるコンパ
   レータと、 前記内部割込み信号が発生した時に前記点火位置演算手
   段の動作に割込みをかけて定常運転時点火位置信号を発
   生させる第２の割込み処理手段と、前記定常運転時点火
   位置信号または前記低速時点火位置信号のいずれかが発
   生した時に前記サイリスタにトリガ信号を与えるトリガ
   信号出力回路とを備えていることを特徴とする内燃機関
   用点火装置。
2. （２）点火コイルと、内燃機関により駆動される磁石発
   電機内に設けられたエキサイタコイルと、前記点火コイ
   ルの１次側に設けられて前記エキサイタコイルの正の半
   サイクルの出力電圧で充電される点火エネルギー蓄積用
   コンデンサと、導通した際に前記点火エネルギー蓄積用
   コンデンサの電荷を点火コイルの１次コイルに放電させ
   るように設けられた放電制御用サイリスタと、マイクロ
   コンピュータにより各回転速度における点火位置を演算
   して演算された点火位置で前記放電制御用サイリスタに
   トリガ信号を与える点火位置制御装置とを備えた内燃機
   関用点火装置において、 前記エキサイタコイルの出力により一方の極性に充電さ
   れる電源コンデンサと該電源コンデンサの両端の電圧を
   一定に保つ定電圧手段とを備えて該電源コンデンサから
   前記マイクロコンピュータを含む点火位置制御装置に駆
   動電力を供給する電源回路と、 前記電源回路の出力電圧が前記点火位置制御装置を駆動
   するのに必要な電圧よりも低い時に前記マイクロコンピ
   ュータをリセット状態に保持するマイクロコンピュータ
   リセット回路と、 内燃機関の始動回転速度付近の低速領域での点火位置に
   相応する位置でスレショールドレベル以上になる低速時
   点火位置信号と該低速時点火位置信号よりも位相が進ん
   だ位置でスレショールドレベル以上になる外部割込み信
   号とを出力するパルサコイルと、 前記内燃機関のスロットルの開度を連続的に検出するス
   ロットル開度検出装置とを具備し、前記点火位置制御装
   置は、 前記スロットル開度検出装置の出力をデジタル信号に変
   換してスロットル開度情報を出力するアナログデジタル
   変換回路と、 与えられた回転速度情報及びスロットル開度情報に基い
   て点火位置を演算する点火位置演算手段と、 前記外部割込み信号が発生する毎に前記点火位置演算手
   段の動作に割込みをかけて、クロックパルスを計数して
   いるタイマの計数値を前記回転速度情報として取込む動
   作と該タイマをリセットする動作と既に演算されている
   点火位置の情報をレジスタに蓄積する動作とを行う第１
   の割込み処理手段と、 前記タイマの計数値と前記レジスタの内容とを比較して
   両者が一致した時に内部割込み信号を発生させるコンパ
   レータと、 前記内部割込み信号が発生した時に前記点火位置演算手
   段の動作に割込みをかけて定常運転時点火位置信号を発
   生する第２の割込み処理手段と、前記定常運転時点火位
   置信号または前記低速時点火位置信号のいずれかが発生
   した時に前記サイリスタにトリガ信号を与えるトリガ信
   号出力回路とを備えていることを特徴とする内燃機関用
   点火装置。