JPH02136567A - 車両用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、内燃機関の回転数［ｒｐｌに応じて内燃機関
の点火位置を制御する車両用内燃機関の点火制御装置に
関するものである。

［従来の技術］ マイクロコンピュータを用いて車両用内燃機関の点火位
置を回転数に応じて制御する従来の点火制御装置の構成
を第７図に示す。第７図において１は内燃機関の出力を
車両の駆動輪に伝えるトランスミッションのギア位置を
検出するギア位置検出器、２はギア位置検出器１の出力
からギア位置を判別するギア位置判別手段、３はギア位
置判別手段が判別したギア位置に応じて内燃機関の制限
回転数を設定する制限回転数設定手段である。４は内燃
機関の回転数を検出する回転数検出手段、５−は回転数
検出手段により検出された回転数における点火位置を決
定する点火位置決定手段、６は点火位置決定手段５−に
より決定された点火位置で内燃機関用点火Ｓ！置７にト
リガ信号を与えるトリガ信号供給手段である。また８は
回転数検出手段４が検出した回転数と制限回転数設定手
段３が設定した制限回転数とを比較して両回転数の大小
を判定づる比較判定手段、９は比較判定手段の判定結末
に応じて点火モード瓜令または失火モード指令を発生す
る動作モード指令手段である。

動作モード指令手段９は、検出された回転数が４１１限
回転数以下のときに動作モードを点火モードとして点火
動作が行われるのを許容し、検出された回転数が制限回
転数を超えたときに動作モードを失火モードとして、点
火トリガ信号供給手段６から内燃機関用点火装置にトリ
ガ信号が与えられるのを阻止するか、または内燃機関用
点火装置自体の動作を停止させて機関を失火させる。

第７図の構成の内、ギア位置検出器１は例えばトランス
ミッションの操作部材に連動するように取付けられる。

ギア位置判別手段２、制限回転数設定手段３、回転数検
出手段４及び点火位置決定手段５″は第８図に示すフロ
ーチ１？−トに従って構成されるメインルーチンにより
実現され、点火トリガ信号供給手段６、比較判定手段８
及び動作モード指令発生手段９は、内燃機関に取付けら
れた信号発電機内のバルリーコイルが所定の回転角度位
置で信号を発生する毎に実行される割込みルーチンで実
現される。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の車両用内燃機関の点火制御ｌ装置では、トランス
ミッションのギア位置が切換えられたどきに制限回転数
のみを切換えており、機関の点火特性（点火位置の回転
数に対する特性）はギア位置のいかんにかかわりなく一
定にしていた。

しかし実際には、内燃機関の望ましい点火特性はギア位
置により相違する。例えばトランスミッションが１速に
切換えられたときには無負荷にュートラル）時に比べて
＾閑の負荷が増加するため、点火位置が進み過ぎるとノ
ッキングを発生し、機関を傷めるおそれがある。従って
１速時に（よ点火位置の進角量をおさえる必要がある。

またギア位置を最高速位置に切換えたときには、機関の
負荷が減少するため、点火位置が遅れていると出力の低
下を招く。

従来の点火制御ｌ装置では、ギア位置のいかんに係わり
なく点火特性を一定としていたため、ある妥協点を見付
けて点火特性を設定せざるを得ず、各ギア位置で理想の
点火特性を得ることができなかった。

本発明の目的は、各ギア位置で理想の点火特性を１ｑる
ことができるようにした車両用内燃機関の点火１ＩＩＩ
Ｉ御装薗を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の点火制御装置は、基本的には、第１図に見られ
るように、ギア位置判別手段２と、点火特性設定手段１
０と、回転数検出手段４と、点火位置決定手段５と、点
火トリガ信号供給手段６とにより構成される。

ギア位置判別手段２は、内燃機関の出力を車両の駆動輪
に伝えるトランスミッションに設けられたギア位置検出
器１の出力からトランスミッションのギア位置を判別す
る。

点火特性設定手段１０は、ギア位置判別手段２により判
別されたギア位置に応じて、それぞれのギア位置で最適
な点火特性（内燃機関の点火位置の回転数に対する特性
）を設定する。

回転数検出手段４は、例えば内燃機関が所定の角ｒ！１
（通常は３６０度）回転するのに要Ｊ゛る時間を計測し
て機関の回転数を検出する。

点火位置決定手段５は、点火特性設定手段により設定さ
れている点火特性から回転数検出手段により検出された
各回転数における点火位置を決定する。

点火トリガ信号供給手段６は、点火位置決定手段５によ
り決定された点火位置で内燃機関用点火装置７にトリガ
信号を与えて点火動作を行わせる。

尚本発明においては、伯の制御を行うための手段を更に
設けることを何等妨げない。例えば内燃Ｉａ関の回転数
を制限回転数以下に制御する必要がある場合には、第２
図に示すように、ギア位置に応じて制限回転数を設定す
る制限回転数設定手段３と、検出された回転数と設定さ
れた制限回転数とを比較して両回転数の大小を判別する
比較判定手段８と、比較判定手段８の判定結果に応じて
点火モードとするか失火モードとするかを決める動作モ
ード指令手段９とを更に設けることができる。

［作　用］ 上記のように、ギア位置判別手段が判別したギア位置に
応じてそれぞれのギア位置で最適の点火特性を設定して
、設定された点火特性に従って点火位置を決定するよう
にすると、ギア位置に応じて点火特性を切換えて常に最
適の点火位置で機関を点火できるため、機関の性能を充
分に引出すことができる。

［実施例］ 以下添附図面を参照して本発明の詳細な説明づる。

第４図は４気筒内燃磯関に本発明を適用した実施例の全
体的な構成を示したもので、この実施例では、第２図に
示す各手段をマイクロコンピュータにより実現するもの
とする。

第４図において２０は内燃機関の回転に同期して所定の
回転角度位置で制御信号を発生するパルサ、２１はバル
サ２０の出力を波形整形するバルナ波形整形回路、２２
はマイクロコンビコータのＣＰＵ、２３Ａ及び２３Ｂは
それぞれマイク【コ］ンビュータのＲＡＭ　（ランダム
アクレスメモリ）及びＲＯＭ（リードオンリーメモリ）
で、波形整形回路２１の出力はＣＰＵの入力ボート２２
ａ１に与えられている。２４はバッテリで、このバッテ
リの出力は電源回路２５を通してマイクロコンピュータ
の電源端子に与えられている。

２６は内燃機関用点火装置で、この点火装置は、点火コ
イル２７Ａ及び２７［３と点火駆動回路２８とからなり
、マイクロコンピュータの出力ボート２２ｂ１及び２２
ｂ２から点火駆動回路２８に点火信号が与えられるよう
になっている。

点火コイル２７Ａ及び２７Ｂは同時発火コイルからなり
、点火コイル２７Ａの２次コイルには第１及び第４の気
筒の点火プラグ２９ａ及び２９ｄが、また点火コイル２
７Ｂの２次コイルには第２及び第３の気筒の点火プラグ
２９ｂ及び２９ｃがそれぞれ接続されている。

点火駆動回路２８は、点火コイル２７Ａ及び２７Ｂのそ
れぞれの１次電流をオンオフ制御するスイッチ手段（例
えばトランジスタ）を協え、該スイッチ手段を導通状態
から遮断状態にすることにより点火コイル２７Ａ及び２
７Ｂの２次コイルに点火用の高電圧を誘起させる。

ＣＰＵは第１及び第４の気筒の点火位置よりも位相が進
んだ位置で出力ボート２２ｂ１に通電信号を出力し、第
２及び第３の気筒の点火位置よりも位相が進んだ位置で
出力ボート２２ｂ２に通電信号を出力する。ＣＰＵの出
力ボート２２ｂ１から通電信号が出力されると、点火駆
動回路２８は図示しないバッテリから点火コイル２７Ａ
の１次コイルに電流を流す。同様に出力ボート２２ｂ２
から通電信号が出力されると、点火駆動回路２８が点火
コイル２７Ｂの１次コイルに電流を流す。

ＣＰＵはまた第１及び第４の気筒の点火位置で出力ボー
ト２２ｂ１から出力していた通電信号を零にし、点火コ
イル２７Ａの１次電流を遮断する。

これにより点火コイル２７Ａの２次コイルに高電圧を誘
起させ、点火プラグ２９ａ及び２９ｄに火花を生じさせ
て機関の第１の気筒及び第４の気筒を点火する。

ＣＰｔＪはまた第２及び第３の気筒の点火位置で出力ボ
ート２２ｂ２から出力していた通電信号を零にし、点火
コイル２７Ｂの１次電流を遮断して点火コイル２７Ｂの
２次コイルに高電圧を誘起させる。これにより点火プラ
グ２９ｂ及び２９ｃに火花を生じさせ、第２及び第３の
気筒を点火する。

これらの説明から明らかなように、本実施例では、通電
信号の零への立下りが点火信号となる。

ギア位置検出器１は、トランスミッションの操作に連動
して動作する切換スイッチと該切換スイッチにより選択
される抵抗？ＡＲ１ないしＲ５とからなっている。切換
スイッチは、可動接点１ａと該可動接点１ａが順次接触
する固定接点１ｂないし１ｈとからなり、固定接点１ｂ
ないし１ｆと接地間にそれぞれ抵抗器Ｒ１ないしＲ５が
接続されている。固定接点１ｇは遊び接点となっており
、固定接点１ｈと接地間には抵抗３Ｒ６が接続されてい
る。

この例では、ギア位置が１速ないし５速のとぎにそれぞ
れ可動接点１ａが固定接点１ｂないし１ｆに接触し、ギ
ア位置が６速のときに可動接点１ａが固定接点１ｈに接
触する。またギア位置がニュートラル位置Ｎにあるとき
には、可動接点１ａが遊び接点１Ｑに接触する。

ギア位置検出回路３０内には電源回路から定電圧が印加
された抵抗分圧回路が設けられ、該分圧回路の分圧端子
にギア位置検出器１の可動接点１ａが接続されている。

従ってギア位置が切換えられるとギア位置検出回路３０
内の分圧回路の出力電圧が変化する。ギア位置検出回路
３０内には、この分圧回路の出力電圧をデジタル信号に
変換するＡ／Ｄ変換器が設けられ、ギア位置検出信号が
デジタル化されてＣＰＵの入力ボート２２ａ２に与えら
れるようになっている。

バルサ２０は６個のリラクタｒｏないしｒ５を有する回
転子２０ａと、パルサコイル２０ｂを有する信号発電子
とからなる公知の誘導子回転形の信号発電機である。リ
ラクタｒ１ないしｒ５は全て等しい幅を有し、リラクタ
ｒＯは他のリラクタよりも幅が広く形成されている。信
号発電子はパルサコイル２０ｂに磁束を流’Ｊ’　Ｉｎ
石を備えており、回転子２０ａの回転に伴ってリラクタ
ｒｏないしｒ５が信号発電子の磁極に対向する毎にパル
サコイル２０ｂに鎖交する磁束に変化が生じて、パルサ
コイル２０ｂにパルス状の電圧が誘起する。

回転子２０ａは内燃機関の出力軸等に取付けられ、内燃
機関の回転に同１す１シて第５図（Ａ）に示すようなパ
ルス状の電圧を誘起する。本実施例では、パルサコイル
２０ｂから得られる正負のパルスｐｏ　、　ＰＯ’、　
Ｐｌ　、　Ｐ１’、・・・Ｐ５　、　Ｐ５°の内、６０
度毎に発生する正のパルス（各リラクタの前端部が信号
発電子のｌｉｔ＆極に対向する際に発生するパルス）Ｐ
Ｏ，Ｐｌ、Ｐ２．・・・Ｐ５を制御パルスとして用いる
。これらの制御パルスの発生位置はそれぞれ機関の出力
軸の所定の回転角度位置に対応しており、制御パルスが
発生したときにその制御パルスが何番目の制御パルスで
あるかを知ることにより、その時の機関の回転角度を知
ることができる。

制御パルスを識別するため、各制御パルスには番号が付
ｔブられてＪ３す、第５図においては、このパルス番号
を制御パルスを示す符号ＰＯ、Ｐｌ。

・・・の添字として用いている。マイクロコンピュータ
内にはパルス番号記憶手段を設けてあり、新たな制御パ
ルスが発生するｆ心に新たに発生した制御パルスの番号
でこの記憶手段の内容を更新することにより、最も最近
に発生した制御パルスの番号を知り得るようになってい
る。

波形整形回路２１は、バルサの出力パルスを入力として
第５図（Ｂ）に示すような矩形波信号Ｖｑを出力する。

この例では矩形波信号の各立下り位置が制御パルスの発
生位置に対応しており、立上り位置が負のパルスＰＯ’
、　Ｐ１’、・・・の発生位置に対応している。第５図
（Ｂ）においては、矩形波信号の各立下り位置に、対応
する１」１１御パルスの番号を付しである。

この例では、０番の制御パルスを基準制御パルスとして
、この制御パルスの発生位置を機関の低速時における第
１または第４の気筒の点火位置に一致させ、０番の制御
パルスの発生位置から１８０度離れた３番の制御パルス
の発生位置を第２または第３の気筒の点火位置に一致さ
せるように、パルサの回転子を取付けである。

第５図（Ｄ）は機関の低速時にマイクロコンピュータか
ら点火駆動回路２６に与えられる第１及・び第４の気筒
用の点火信号を示し、同図（Ｅ）は機関の低速時にマイ
クロコンピュータから点火駆動回路２６に与えられる第
２及び第３の気筒用の点火信号を示している。

本実施例では、リラクタｒｏの幅が他のリラクタの幅よ
りも広いため、矩形波信号Ｖｑの０番の立下がりに続い
て生じる零期間Ｔが、１番ないし５番の立下りに続いて
生じる零期間下−よりも長くなっている。マイクロコン
ピュータはこの長い零期間Ｔを検出して、該零期間下の
開始時に与えられた制御パルスが０番の基準制御パルス
であることを識別し、この基準制御パルスの発生位置を
ｌ準にして各気筒の点火位置を求める。

マイク【］］ンビュータ内には、ＲＯＭに記憶されたプ
ログラムにより、第２図に示した各手段が実現される。

ギア位置判別手段２、制限回転数設定手段３、回転数検
出手段４及び点火位置決定手段５は、第３図に示すメイ
ンルーチンにより実現される。キースイッチが投入され
、メインルーチンが開始されると、先ずＲＡＭ、ＣＰＵ
の■・１０インタフエース、タイマ手段等の初期設定を
行う。次いで制御パルスが発生する毎に割込みルーチン
を実行することを許可した後、ギア位置検出回路３０の
出力からギア位置の判別を行う。このギア位置の判別を
行うステップによりギア位置判別手段２が実現される。

ギア位置の判別を行った後、判別されたギア位置での制
限回転数をセットし、更に該ギア位置での点火特性をセ
ットする。

制限回転数のセットは、予めＲＯＭに記憶されている各
ギア位置での制限回転数を読み出してＲＡＭの所定のア
ドレスに記憶させることにより行う。

また点火特性のセットは、予めＲＯＭに記憶されている
各ギア位置での点火特性（この例では各回転数にお１）
る点火位置と通電角）を読み出してＲＡＭの所定のアド
レスに記憶させることにより行う。この場合、後の点火
位置を決定づるステップにおいては、ＲＡＭから各回転
数における点火位置と通電角とを読み出すことにより点
火位置及び通電角を決定する。

尚各ギア位置にお（プる点火特性を、回転数を変数とす
る所定の演算式により表現できる場合には、判別された
ギア位置での点火特性を演粋するための演口式をＲＯＭ
から読み出してＲＡＭの所定のアドレスに記憶さけるこ
とにより点火特性のセラ１〜を行い、後の点火位置を決
定するステップにおいて、この演算式により各回転数に
おりる点火位置と通電角とを求めるようにしてもよい。

第６図はギア位置による点火特性の変化の一例を示した
もので、この例では、ギア位置が１速ないし４速にある
ときに折れ線ａのよう４【点火特性とし、５速にあると
きには折れ線すのような点火特性とする。またギア位置
がニュートラル位置及び６速にあるときには折れ線Ｃの
ような点火特性とする。尚第６図において丸で囲まれた
Ｘ印の位置の回転数は各ギア位置での制限回転数である
。

上記制限回転数をセットするステップ及び点火特性をセ
ットするステップによりそれぞれ制限回転数設定手段３
及び点火特性設定手段１０が実現される。

メインルーチンではまた、機関の回転数を検出する。回
転数は、例えば特定の制御信号によりリセットされるカ
ウンタによりクロックパルスを計数して別間の１回転に
要する時間ｔを計測し、この時間ｔから演算式Ｎｖ　＝
６０／ｌによって求める。この回転数の検出を行うステ
ップにより回転数検出手段が実現される。

回転数が検出されると、その回転数における点火位置と
通電角とをＲＡＭ（点火特性をセットするステップで現
在のギア位置における点火特性が記憶されている。）か
ら読み出して検出された回転数における点火位置と通電
角とを決定し、これらをＲＡＭの所定のアドレスに記憶
させる。点火位置を決定するステップ及び通電角を決定
するステップにより点火位置決定手段５が実現される。

制御パルスが発生ずると、割込みルーチンが実行される
。第５図（Ｃ）に示した時間ｔａはこの割込みルーチン
が実行される時間を示し、ｔｂはメインルーチンが実行
される時間を示している。

この割込みルーチンにＪ３いては、先ずパルス番号記憶
手段に記憶されているパルス番号を今回与えられた制御
パルスの番号に更新する。

割込みルーチンにおいてはまた、パルス番号から点火さ
せるべき気筒の判別を行い、それぞれの気筒の通電開始
位′１１（回転数により異なる。、）で、点火駆動回路
２８に所定の通電信号を与える。

また各気筒に対して予め定められた制御パルスが発生し
たときにメインルーチンで決定された点火位置で点火動
作を行わせるために必要な計数値を進角度カウンタにセ
ットして該カウンタを起動させ、該カウンタにクロック
パルスの計数をさせる。そしてこのカウンタの計数が終
了した時に通電信号を零にする。この通電信号の零への
立下りが点火信号となり、該点火信号が与えられた時点
で点火動作が行われる。

例えば制御パルスＰ５が発生したときに、第１及び第４
の気筒用の進角度カウンタを起動させ、制御パルスＰ２
が発生したときに、第２及び第３の気筒用の進角度カウ
ンタを起動さける。

本実施例では、点火コイルの１次コイルへの通電開始位
置をいずれかの制御パルスの発生位置とし、回転数が所
定の大きさだけ上昇する毎に通電を開始させる位置を定
める制御パルスの番号を小さくして通電角を６０度ずつ
増大させるようにしている。

第５図（Ｄ＞は第１及び第４の気筒用の通電信号Ｖｂ１
を示し、同図（Ｅ）は第２及び第３の気筒用の通電信号
Ｖｂ２を示している。これらの通電信号の立下りが点火
信号Ｖｆ１及びＶＦ６となる。この例では、機関の低速
度に通電信号ｖｂ１及びＶｂ２がそれぞれ図に実線で示
したように制御パルスＰ５の発生位置及び制御パルスＰ
２の発生位置で立上がり、回転数の上貸に伴って、各通
電信号の立上り位置が図に破線で示したように６０度ず
つ進んでいく。

上記進角度カウンタと該カウンタを制御するプログラム
とにより、点火信号供給手段が実現される。

各制御パルスが与えられる毎に実行される割込みルーチ
ンではまた、内燃線間の回転数が設定速度を超えないよ
うに制御するために、検出された回転数を制限回転数と
比較し、この比較の結果に応じて点火装Ｍ〜の動作モー
ドを点火モードと覆るか失火モードとするかを決定する
。回転数を制限回転数と比較するステップにより比較判
定手段８が実現され、判定結果に応じて動作モードを決
定するステップにより動作モード指令手段９が実現され
。このプログラムにおいては、検出された回転数が制限
回転数以下のときに点火装置の動作モードを点火モード
とし、内燃機関用点火装置７への信号の供給を許容して
点火動作を行わせる。また検出された回転数が制限回転
数を超えたときには、点火装置の動作モードを失火モー
ドとし、点火装置７への信号の供給を阻止して、点火動
作を停止させる。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、ギア位置判別手段が判
別したギア位置に応じてそれぞれのギア位置で最適の点
火特性を設定して、設定された点火特性に従って点火位
置を決定するようにしたので、ギア位置に応じて点火特
性を切換えて常に最適の点火位置で機関を点火すること
ができ、負荷が変化しても各回転数における機関の点火
位置を最適な位置として機関の性能を充分に引出ずこと
かできる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図は本発
明の他の構成を示すブロック図、第３図は本発明の実施
例において各手段を実現するためのプログラムを示すフ
ローチャート、第４図は本発明の実施例で用いる装置の
構成を示すブロック図、第５図は本発明の実施例の動作
を説明するための信号波形図、第６図はギア位置による
点火特性の変化の一例を示す線図、第７図は従来の装置
の構成を示すブロック図、第８図は第７図の構成を実現
するプログラムのフローチャートである。 １・・・内燃機関、２・・・ギア位置判別手段、４・・
・回転数検出手段、５・・・点火位置決定手段、６・・
・点火トリガ信号供給手段、７・・・内燃機関用点火装
置。、第 図 第 図 回 転 数　’、ｒｏｍ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 内燃機関の出力を車両の駆動輪に伝えるトランスミッシ
   ョンのギア位置を判別するギア位置判別手段と、 前記ギア位置判別手段により判別されたギア位置に応じ
   て内燃機関の点火位置の回転数に対する特性を設定する
   点火特性設定手段と、 前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、 前記点火特性設定手段により設定されている点火特性か
   ら前記回転数検出手段により検出された回転数における
   点火位置を決定する点火位置決定手段と、 前記点火位置決定手段により決定された点火位置で内燃
   機関用点火装置にトリガ信号を与える点火トリガ信号供
   給手段とを備えてなる車両用内燃機関の点火制御装置。