JPH02233880A - 点火装置のフエイルセイフ装置 - 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、内燃機関の点火装置に関し、特にクランク角
センサの異常時におけるフェイルセイフ装置に関する。

く従来の技術〉 内燃機関のクランク角センサは、機関回転に同期して、
例えば８気筒の場合クランク角９０゜毎の基準クランク
角位置にて基準信号（気筒判別信号を含む）を出力する
と共に、単位クランク角（１〜２゜）毎に単位信号を出
力するもので、これらの信号は機関回転数の検出及び点
火の制御に不可欠である。

かかるクランク角センサとしては、近年、耐ノイズ制を
考慮して、光学式クランク角センサが使用されている。

但し、光学式クランク角センサは比較的故障頻度が高い
ため、バックアップ用に基準信号発生機能のみを有する
電磁ピックアップ式クランク角センサを設け、光学式ク
ランク角センサの故障，断線等の異常時に、電磁ピック
アップ式クランク角センサからの基準信号を用いてフェ
イルセイフ制御を行わせるようにしている。

この電磁ピックアップ式クランク角センサは、フェイル
セイフ用であるので、高精度化は不要なため、基準信号
の発生機能のみで、単位信号の発生機能はない。

そこで、この場合の点火制御は、基準信号発生時からの
時間を計時することによって、点火時期の到来を検出し
ている。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、このような電磁ピソクアップ式クランク
角センサでは、前回の基準信号と今回の基準信号との間
の時間（基準信号周期）にて、次回の点火時期を演算す
るため、第６図に示すように、機関回転数の変化、つま
り角速度変化の少ない領域では、問題ないが、第７図に
示すように、機関回転数の変化の大きい領域（例えば、
クランキング時，レーシング時，加速時）では、点火時
期が大幅に遅れて、点火不能となってしまう恐れがあり
、特に電子配電では、このような場合に、始動不能とな
ったり、レーシング性能の悪化を招いたりするという問
題点があった。

本発明は、このような従来の問題点に鑑み、光電式クラ
ンク角センサの異常時にバックアップ用に電磁ピックア
ップ式クランク角センサを用いた場合、角速度変化の大
きいときでも、点火時期が遅れることなく点火ができる
フェイルセイフ装置を提供することを目的とする。

〈諜題を解決するための手段〉 上記の目的達成のため、本発明では、第１図に示すよう
に、電磁ピンクアップ式クランク角センサより出力され
る基準信号からの時間を計時する計時手段（ａ）と、該
計時手段による計時値に基づいて点火時期を検出し該点
火時期にて点火コイルへの通電を遮断して点火する点火
制御手段（ｂ）と、電磁ピックアップ式クランク角セン
サからの基準信号出力時に前回の基準信号から今回の基
準信号の間における前記点火制御手段による点火の有無
を判定する点火判定手段（Ｃ）と、この点火判定手段に
より点火されていないことが検出されると当該基準信号
の出力時に前記点火制御手段に代わって強制的に点火コ
イルへの通電を遮断する強制通電遮断手段（ｄ）と、を
設けて、点火装置のフェイルセイフ装置を構成する。

〈作用〉 上記の構成によると、電磁ピックアップ式クランク角セ
ンサより基準クランク角位置にて出力される基準信号か
らの時間を計時する計時手段に基づく点火制御手段の点
火が遅れても、点火判定手段によりクランク角センサか
らの基準信号の出力時に前回の基準信号から今回の基準
信号の間における前記点火制御手段による点火の有無を
判定して、点火されていないことが検出されると、強制
通電遮断手段により当該基準信号の出力時に前記点火制
御手段に代わって強制的に点火コイルへの通電を遮断す
ることができる。

よって、最新の基準信号が発生した時点で、必ず、点火
コイルの通電が遮断されて、点火遅れを回避することが
できる。

〈実施例〉 以下に、本発明の一実施例を第２図〜第５図に基づいて
説明する。

第２図は、内燃機関の点火装置のシステム構成を示して
おり、機関１には、図示しないスロットル弁の制御を受
けつつ吸気マニホールド２を介して空気が吸入される一
方、吸気マニホールド２のブランチ部に各気筒毎に設け
られた燃料噴射弁３から燃料が噴射供給される。

そして、機関１の各気簡には点火栓４が設けられていて
、これらには点火コイル５にて発生する高電圧がディス
トリビュータ６を介して順次印加され、これにより火花
点火して混合気を着火燃焼させる。

ここで、点火コイル５はそれに付設されたパワートラン
ジスタ７を介して高電圧の発生時期を制御される。

従って、点火時期の制御は、パワートランジスタ７０オ
ン・オフ時期を後述するコントロールユニット８からの
点火信号で制御することにより行う。

ディストリビュータ６内には、そのディストリビューク
シャフト１０と一体に回転するシグナルディスクプレー
ト１１が設けられていると共に、光学式クランク角セン
サｌ２と、電磁ピックアップ式クランク角センサ１３と
が設けられている。

光学式クランク角センサ１２は、シグナルディスクプレ
ート１１を挟んで対向させた投・受光器を備え、シグナ
ルディスクプレート１１の仮面に形成された基準信号用
スリッ｝ｌｌａ及び単位信号用スリッｌ−１ｌｂによる
光の透過により、基準信号（ＲＥＦ）と単位信号（ｐｏ
ｓ）とを発住させるためのものである。そして、これら
基準信号及び単位信号は、コントロールユニット８内の
マイクロコンピュータに入力される。尚、ここで、発生
する基準信号は８気筒の場合クランク角９０゜毎で、気
筒判別用に＃Ｉ気筒については１５゜ずれた位置で２個
の信号が出力されるようにしてある。また、単位信号は
クランク角１〜２゜毎に出力されるようにしてある。

電磁ピックアップ式クランク角センサ１３は、磁気を帯
びた鉄心とこれに巻回したコイルとを備え、シグナルデ
ィスクプレート１１の外周部に形成された基準信号用突
起（又は切り込み）１１Ｃが鉄心の磁界をよぎることに
より、コイルに基準信号（一周期の交流信号）を発生さ
せるものである。そして、この基準信号は、コントロー
ルユニットＳ内のマイクロコンピュータに入力さる。尚
、ここで発生する基準信号は８気筒の場合クランク角９
０゜毎で＃１気筒については１５゜ずれた位置で２個の
信号が出力されるようにしてある。

コントロールユニット８内のマイクロコンピュータにお
いては、通常、光学式クランク角センサ１２からの基準
信号及び単位信号を用い、これらに基づいて機関回転数
の検出及び点火の制御を行う。

具体的には、基準信号の周期または所定時間内における
単位信号の発佳数から機関回転数Ｎを算出する。

また、点火制御については、各種センサ（図示せず）か
らの信号に基づいて点火時期を決定し、光学式クランク
角センサ１２からの基準信号と単位信号とを監視しつつ
、点火時期に同期したタイミングで点火信号をパワート
ランジスタ７に出力している。

一方、マイクロコンピュータは、光学式クランク角セン
サ１２の故障，断線等の異常を検出する異常検出プログ
ラムを有し、光学式クランク角センサ１２の異常時に電
磁ピックアップ式クランク角センサ１３からの基準信号
を用い、これに基づいて点火のフェイルセイフ制御を行
う。

具体的には、コントロールユニット８内にタイマ１４を
有し、電磁式クランク角センサ１３からの基準信号から
の時間を計時することによって、点火時期を知っている
。

次に、コントロールユニット８内のマイクロコンピュー
タにより実行されるフェイルセイフ制御を第３図及び第
４図に示すフローチャートにより説明する。

第３図は、第１の点火制御ルーチンで、光学式クランク
角センサの異常時に実行される。

ステップ１　（図中Ｓ１と記す。以下同様。）では、コ
ントロールユニット８内のタイマ１４の計時値を読込む
。

ここで、ステップ１がタイマ１４と共に計時手段に相当
する。

ステップ２では、その計時値が第１の所定値Ｔ（通電開
始時３ｔＩｌ）であるか否かを判定し、ＹＥＳのときは
、ステップ３に進んで、点火コイル５への通電を開始し
て、ステップ４に進む．ＮＯのときは、そのままステッ
プ４に進む。

ステップ４では、タイマ１４の計時値が第２の所定値Ｔ
ｚ（通電遮断時期）であるか否かを判定し、ＹＥＳのと
きは、ステップ５に進み、点火コイル５への通電を遮断
して、点火させ、ステップ６７点火完了フラグをクリア
する。Ｎｏのときは、そのままこのルーチンを終了する
。

従って、点火完了フラグがクリアされているということ
は、点火コイル５への通電が遮断され、点火がなされた
ことを意味していることになる。

ここで、ステップ２，３，４．５が点火制御手段に相当
する。

尚、点火完了フラグを用いる代わりに、ハードウェアに
よる点火完了信号を用いてもよい。

尚、第１の所定値ＴＩ及び第２の所定値Ｔ２は、機関運
転状態に応じて別途設定される値である。

第４図は、第２のフェイルセイフ制御ルーチンで、電磁
ピックアップ式クランク角センサ１３からの基準信号の
発生時に起動される。

ステップ１ｌでは、基準信号間に点火が完了しているか
否かを点火完了フラグがクリアされているかセットされ
ているかをチェックすることにより判定する。つまり、
この第２のフェイルセイフ制御ルーチンは、基準信号の
発生時に起動され、後述するように、最後に、常に点火
完了フラグをセットしているので、第２のフェイルセイ
フ制御ルーチンにおいて、前回の基準信号と今回の基準
信号間に、点火が完了していなければ、点火完了フラグ
はクリアされることなくセントされたままになっている
のである。

ここで、ステップ１１が点火判定手段に相当する。

そこで、点火完了フラグがセットされているかクリアさ
れているかを判定し、セットされているときは、異常で
あるので、ステップ１２に進んで、通電されたままにな
っている点火コイル５の通電を遮断して、第５図に示す
ように、強制点火して、ステップ１３に進む。

ここで、ステップ１２が強制通電遮断手段に相当する。

クリアされているときは、正常であるので、そのままス
テップ１３に進む。

ステップ１３では、点火完了フラグをセットして、次回
の点火に備える。

これにより、光学式クランク角センサの異常時に、バッ
クアップ用として、電磁ピックアップ式クランク角セン
サを用いて、点火制御を行う際、点火コイル５に通電を
開始したあと、クランキング時、レーシング時または加
速時等の角速度変化の大きいとき、次の基準信号の前ま
でに通電遮断して、点火させることができていないとき
は、更に、点火を遅らせることなく、次の基準信号発生
時に、強制的に通電遮断して、点火させることができる
。

また、点火信号の分配の仕方には、本実施例に示したよ
うに、ディス１・リビュー夕を使用した場合と、ディス
トリビュー夕を使用しない電子配電の場合とがあるが、
電子配電の場合は、先の点火コイルへの通電が遮断され
ないと、次の点火に移行しないため、点火装置の異常で
点火が遅れているときに、本発明による強制遮断がなさ
れることによって、次々と、点火することができるよう
になる。

く発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、光学式クランク
角センサの異常時にバックアップ用に基準信号の発生機
能のみ有する電磁ピックアップ式クランク角センサを用
いたとき、クランキング時、レーシング時また加速時等
の角速度変化の大きいとき、前回の基準信号と今回の基
卓信号との間に点火が行われていないときに、それを監
視して、今回の基準信号発生時に強制的に、通電を遮断
することができるので、点火時期の遅れを最小限に止め
ることができるという効果が得られる。

もって、始動性及び走行性の向上を図ることができるよ
うになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す機能ブロック図、第２図は
本発明に係る一実施例を示すシステム図、第３図及び第
４図は制御内容を示すフローチャート、第５図は同上実
施例のタイミングチャート、第６図及び第７図は従来の
問題点を示すタイミングチャートである。 １・・・機関　　５・・・点火コイル　　８・・・コン
トロールユニット　　１１Ｃ・・・基準信号用突起　　
１２・・・光学式クランク角センサ　　１３・・・電磁
ピックアップ式クランク角センサ　　１４・・・タイマ
特許出願人　日本電子機器株式会社 代　理　人　弁理士　笹島　冨二雄

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光学式クランク角センサとは別に、電磁ピックアップ式
   クランク角センサを有し、光学式クランク角センサの異
   常時に電磁ピックアップ式クランク角センサから基準ク
   ランク角位置にて出力される基準信号に基づいて点火制
   御を行わせる点火装置のフェイルセイフ装置において、
   電磁ピックアップ式クランク角センサより出力される基
   準信号からの時間を計時する計時手段と、該計時手段に
   よる計時値に基づいて点火時期を検出し該点火時期にて
   点火コイルへの通電を遮断して点火する点火制御手段と
   、電磁ピックアップ式クランク角センサからの基準信号
   出力時に前回の基準信号から今回の基準信号の間におけ
   る前記点火制御手段による点火の有無を判定する点火判
   定手段と、この点火判定手段により点火されていないこ
   とが検出されると当該基準信号の出力時に前記点火制御
   手段に代わって強制的に点火コイルへの通電を遮断する
   強制通電遮断手段と、を設けたことを特徴とする点火装
   置のフェイルセイフ装置。