JPH0256517B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、多気筒の内燃機関の点火制御装置に
関し、特に、点火コイルの個別点火制御とバツク
アツプ時の群別点火制御との切換を行なう切換装
置を備えた点火制御装置に関する。

以下、内燃機関をエンジンと略称する。

従来の個別点火制御装置としては、例えば４気
筒エンジンにおいて、第１気筒信号とクランク角
度信号により、第１気筒、第３気筒、第４気筒、
第２気筒を判別して気筒判別信号を発生し、各々
の気筒に対応する点火コイルをマイクロコンピユ
ータ等により順次作動させて点火制御を行うもの
が知られており、その一例として特開昭53−
143834号公報が知られている。その場合、マイク
ロコンピユータの故障時及びエンジンの始動時等
においては、バツクアツプ回路を設けて該バツク
アツプ回路で各々の点火コイルの点火制御を行う
ものであつた。

しかるに、従来の点火制御装置にあつては、例
えばエンジンの始動時に第１気筒を判別しようと
しても、始動時には最悪２回転しないと第１気筒
が判別できないために点火コイルが作動できず、
エンジンの始動性を悪化させる問題があつた。ま
た、点火制御装置の故障等の場合にバツクアツプ
回路を設けて気筒順に点火コイルを順次制御して
作動させるものでは、回路が複雑化し、コスト高
になるという問題点があつた。

本発明は上述の問題点を解決するためになされ
たものであり、多気筒エンジンの各気筒のそれぞ
れに接続された点火コイルの点火制御を行なうた
めに、通常は個々の点火コイルの点火時期を演算
制御する演算点火制御手段を用い、エンジンの始
動状態又は演算点火制御手段の異常時には一群の
点火コイルを群別に点火制御することができる群
別点火制御装置を用い、始動時や演算点火制御装
置に異常が生じた場合にもそれをバツクアツプを
してエンジンの始動性を良好にすることができ、
しかも回路構成が簡単な点火制御装置を提供する
ことを目的とする。

この目的を達成するために、この発明によれ
ば、多気筒内燃機関の各気筒に接続される点火コ
イルと、前記点火コイルの個々の通電開始点及び
通電終了点を制御できる演算点火制御手段と、前
記点火コイルのうち一群の点火コイルを群別に点
火制御するための点火制御信号を形成する群別点
火制御手段と、前記演算点火制御手段の故障時又
は前記内燃機関の始動状態を検出する検出手段
と、前記点火コイルの点火制御を行なうために演
算点火制御手段と群別点火制御装置とを切換える
ための手段と、を備え、前記検出手段により演算
点火制御手段の故障時又は内燃機関の始動状態を
検出した場合には、群別点火制御手段により点火
コイルを群別に制御し、それ以外の場合には演算
点火制御手段により点火コイルを個別に制御する
ことを特徴とする点火制御装置が提供される。

以下、本発明を添付図面に示す本発明の実施例
について説明する。

第１図及び第２図は、本発明の第１実施例のブ
ロツク図である。第１図は、本発明の実施例の全
体を示すブロツク図であり、本発明による点火制
御装置は、各種検出信号を発生する信号部１０
と、点火コイル部５０と、制御ユニツト１００と
より成る。

信号部１０は、エンジンを始動させるときのス
タータ駆動信号１′を出力するスタータスイツチ
１と、エンジンの状態（冷却水温吸気温等）によ
り制御ユニツト１００の制御値（点火時期、閉角
度等）を補正する補正信号２′（冷却水温センサ、
吸気温センサ等より発生する信号）を出力する補
正装置２と、エンジンの負荷状態を表わす負荷信
号３′（例えば、吸気管圧力センサ信号等）を出
力する負荷センサ３と、バツテリの電圧信号４′
を出力するバツテリ電圧検出装置４と、エンジン
のクランク軸の回転に同期して回転するカム軸に
取付けられ、エンジン２回転に４パルスの基準位
置信号５′（第４図ｂに示した波形の信号）を出
力するＧ（基準位置）信号センサ５とエンジン２
回転に18パルスの角度信号６′（第３図ａに示し
た波形の信号）を出力するＮ（検出角度）信号セ
ンサ６とより構成される。

制御ユニツト１００は、各種センサよりの出力
信号の供給を受け、演算処理し、演算点火制御信
号を出力するCPU１０４と、気筒判別信号及び
固定点火制御形成回路１１０と、エンジンの始動
時及びCPU１０４等の異常発生を検出するため
の始動判別器１０１、フエイル判別器１０．２、
ウオツチドツグタイマ１０３と、制御出力を切換
えるためのマルチプレクサ１０６等により構成さ
れる。

点火コイル部５０は、４気筒エンジンを実施例
としているので、４つのパワートランジスタ６０
〜６３と、点火コイル７０〜７３、点火プラグ８
０〜８３等より成る。

上記の本発明装置の作用を次に説明する。第１
図において、スタータ信号１′は、始動判別回路
１０１と、CPU１０４とに入力され、補正信号
２′、負荷信号３′、バツテリ電圧信号４′は、
CPU１０４にそれぞれ入力されている。Ｇ信号
５′及びＮ信号６′は、気筒判別信号及び固定点火
制御信号形成回路１１０に入力され、同回路１１
０で形成された気筒判別信号と、角度信号（Ｎ信
号）とが、CPU１０４へ入力されている。

また、気筒判別信号及び固定点火制御信号形成
回路１１０で形成された固定点火制御信号は第１
気筒及び第４気筒グループの群別信号Ａ［第４図
ｃ］と第２気筒及び第３気筒グループの群別信号
Ｂ［第４図ｄ］との２種類の固定点火制御信号が
マルチプレクサ１０６に入力される。マルチプレ
クサ１０６へのもう一方の入力信号としては、
CPU１０４で演算された。各気筒別の演算点火
制御信号が入力される。前記の演算点火制御信号
が、固定点火制御信号かのいずれかに切換えるマ
ルチプレクサ１０６の制御入力端子には、OR回
路１０７の論理出力が入力されており、このOR
回路１０７の出力信号によつて、各気筒毎に配設
された点火コイル７０〜７３を駆動するパワート
ランジスタ７０〜７３のベースにその制御信号が
印加されることにより演算点火制御信号が固定点
火制御信号のいずれかに切換わる構成になつてい
る。尚８０〜８３は各気筒に装着されている点火
プラグで、端子９０にはバツテリ電源が供給され
ている。OR回路１０７の入力信号としては、ス
タータ駆動信号１′を受けて始動状態か否かを判
別する始動判別回路１０１の出力信号、または
CPU１０４がフエール状態か否かを判別するフ
エイル判別回路１０２の出力信号、及びウオツチ
ドツグタイマ１０３の出力信号の３つの入力信号
がある。

次に第２図により気筒判別信号及び固定点火時
期信号形成回路１１０の内部の構成について説明
する。Ｎ信号６′、Ｇ信号５′の各信号は、波形整
形器１１１、及び１１２へ入力され、それぞれの
出力信号Ｄ及びＥはともにAND回路１１３へ入
力される。Ｎ信号の波形整形出力Ｄは基準位置検
出回路１１５へ入力される。又、Ｇ信号の波形整
形出力Ｅは、XOR（排他的論理和）回路１１４の
一端へ入力される構成となつている。もう一方の
XOR回路１１４の入力へはAND回路１１３の出
力信号が入力される。

AND回路１１３の出力信号は、パルス巾可変
回路１１６に入力されており、このパルス巾可変
回路でパルス巾を可変し、第１図及び第２図に示
されたＡの信号となる。同様にXOR回路１１４
の出力はパルス巾可変回路１１７に入力され、第
１図及び第２図に示されたＢの信号となる。波形
整形回路１１１の出力は、基準位置検出回路１１
５を経てCPU１０４へ送られる第１図及び第２
図に図示の基準位置信号Ｃと、そのままCPU１
０４へ入力される第１図及び第２図に図示の角度
信号Ｄとに分かれる。

次に、第３ａ図及び第３ｂ図によりＧ信号及び
Ｎ信号検出部の構成について説明する。第３ａ図
には、Ｇ信号及びＮ信号の検出用スリツトを有す
るスリツト円板８の正面図を第３ｂ図は第３ａ図
の３ｂ−３b′断面図である。スリツト円板８の外
周部には、気筒判別用の外周不等ピツチスリツト
と、Ｎ信号を得るための外周等ピツチスリツト６
−１〜６−１７とが設けられている。また、スリ
ツト円板８の内周には、Ｇ信号を得るための内周
スリツトが５−１〜５−４設けられている。これ
らのスリツトは、ステー７により支えられた発光
ダイオード７−１，７−２及びフオトトランジス
タ７−３，７−４とにより、受光の有無が検出さ
れ、Ｇ信号及びＮ信号のデイジタル信号として出
力される。発光ダイオード７−３，７−４は、ス
リツト円板８の中心方向に直線的に配置されてお
り、第４図ａ及び第４図ｂにそれぞれ示したＮ記
号及びＧ記号の波形が得られる様にスリツトの巾
及び位置が設定されている。なお第３ａ図中の矢
印はエンジンのクランク軸の回転方向を示す。

次に第１実施例の正常時（始動時は除く）の作
動について第１図を参照して説明する。CPU１
０４は、負荷信号３′、補正信号２′、バツテリ電
圧信号４′、角度信号Ｄ、基準位置信号Ｃ等を受
け、現在のエンジン条件に最適な制御値（点火時
期及び点火コイル通電時間）を演算する。本実施
例では、各気筒に１個あて点火コイル７０〜７３
を配設しているので、CPU１０４よりの４気筒
分の演算出力をマルチプレクサ１０６に送る。こ
こでマルチブレクサ１０６は、システムが正常で
ある場合には、CPU１０４の演算出力である演
算点火制御信号を点火コイル駆動用のパワートラ
ンジスタ６０〜６３のベースに入力し、CPU１
０４の演算結果により点火コイル７０〜７３を順
次制御する。（例えば制御値により各気筒別に点
火時期、点火コイル充電開始時期を制御する。） 次にエンジンの始動時及び制御装置等の異常時
について説明する。この場合システムが正常（始
動時は除く）か否（始動時も含む）かの判別につ
いては、まず始動判別回路１０１が、スタータ信
号１′を受けて始動時か否かを判別し、始動時で
あれば高レベルの信号をOR回路１０７へ出力す
る。他方、CPU１０４の周辺回路またはセンサ
類が故障しているとCPU１０４が判断した場合
には、フエイル判別回路１０２へフエール時であ
ることを示す信号を送り、フエイル判別回路１０
２はフエール時に高レベルの信号をOR回路１０
７へ出力する。又CPU１０４自体が、異常であ
るとウオツチドツグタイマ１０３が判別した場合
には、ウオツチドツクタイマ１０３の出力として
高レベルの信号をOR回路１０７へ出力する。以
上のように、始動時、CPU１０４周辺回路及び
センサ類の異常時、CPU１０４自体の異常時の
いずれかである時に、点火制御を固定制御に切り
換えて演算点火制御のバツクアツプをする。

次に第２図と第４図を用いて気筒判別信号及び
固定点火制御信号形成回路１１０の作動につい
て、説明する。第２図中のＧ信号５′及びＮ信号
６′をそれぞれ波形整形回路１１２，１１１を通
すと、それぞれ第４図ｂに示すＥ信号、同図ａに
示すＤ信号のような波形が得られる。この２つの
破形をAND回路１１３へ入力させ、両者の論理
和を取ると第４図ｃの波形となり気筒群別信号
A′（第１気筒及び第４気筒のグループ又は、第２
気筒及び第３気筒のグループの判別を行なう信
号）が得られる。又このAND回路１１３の出力
信号A′〔第４図ｃの波形〕とＧ信号の波形整形後
の信号Ｅ〔第４図ｂの波形〕とを、XOR回路１１
４へ入力することにより第４図ｄの波形、即ち気
筒群別B′信号（第４図ｃの波形から180CA位相
がずれた信号）が得られる。これらの気筒群別信
号A′及びB′をそれぞれパルス巾可変回路１１６
及び１１７に導き、気筒群別信号A′及びB′のパ
ルス巾を適切なパルス巾に変え、出力信号Ａ及び
Ｂを得る。（気筒群別信号A′及びB′よりCPU１０
４のバツクアツプを行うために適した点火信号波
形を得るために、エンジン回転速度、バツテリ電
圧等に基づいてパルス巾可変が必要となる。） 次に、CPUによる演算時に必要なＧ信号とＮ
信号とは、波形整形回路１１１の出力信号を基準
位置検出回路１１５に導いて得られる。エンジン
２回転に１発の信号である（第１図、第２図及び
第４図ｅに図示の基準位置信号Ｃと第１図、第２
図及び第４図ａに示す角度信号Ｄとを用いて
CPU１０４で演算し、必要な演算点火制御信号
を出力する。

上記の第１実施例においては、Ｇ信号及びＮ信
号を、スリツト円板８のスリツトとステー７取り
付けられた発光ダイオード７−１，７−２及びフ
オトトランジスタ７−３，７−４とを用いた光学
的手段により検出し、このＧ信号及びＮ信号から
気筒判別信号とともに固定点火時期信号を求め、
群別信号を形成し、マルチプレクサを介して、第
１気筒及び第４気筒と第２気筒及び第３気筒とに
群別した固定点火制御信号を、エンジン始動時や
バツクアツプ時に用いている。このため、各気筒
を個別に制御する演算点火制御装置の故障及び内
燃機関の始動時を検出した場合にも、内燃機関が
最少1/2回転する間に固定点火制御信号を用いて
群別された点火コイルの制御ができ内燃機関の始
動性を向上させることができる。また、内燃機関
を群別に制御しているので、個別制御に比べて回
路構成も簡単にでき、信頼性を向上させることが
できる。

次に本発明の第２実施例を第５図により説明す
る。第２実施例は、Ｎ信号及びＧ信号を、シグナ
ルロータ及びピツクアツプコイルで構成された近
接スイツチを用いる磁気的手段により検出するも
のである。第５ａ図及びこの側面図である第５ｂ
図において、５０１はＮ信号用のシグナルロータ
であり、５０２はＧ信号用のシグナルロータであ
る。また、５０３及び５０４はそれぞれＮ信号及
びＧ信号を検出するためのピツクアツプコイルで
ある。シグナルロータ５０１及び５０２の外周に
はそれぞれＮ信号及びＧ信号に対応する突起を設
け、ピツクアツプコイル５０３及び５０４により
突起の近接に応答して第４図ａ及びｂに示すＤ信
号及びＥ信号の波形を得ようにするものである。
なお、図中の矢印はシグナルロータ５０１の回転
方向を示す。その他の構成及び作用は第１実施例
と同様である この第２実施例によれば、Ｎ信号及びＧ信号を
シグナルロータのピツクアツプコイルへの近接に
より発生する磁気検出手段により検出している。
このため、塵埃等による検出ミスがなく確実にＮ
信号及びＧ信号を検出することができ、結果とし
て、固程点火制御装置の信頼性を向上させること
ができる。

次に本発明の第３実施例を第６図及び第７図に
より説明する。この実施例は、Ｎ信号、Ｇ信号、
第１気筒判別信号の３信号をスリツト円板６００
と光学センサとにより得ようとするものである。
第６図において、６００はスリツト円板であり、
同スリツト円板の外周にはＮ信号検出用のスリツ
ト６０１を設け、その内側にはＧ信号検出用のス
リツト６０２を設け、さらにその内周には第１気
筒判別用のスリツト６０３を設けた構成である。
そして、これらのスリツトとを用いた光学的手段
（発光ダイオードとフオトトランジスタとの組合
せ等）により上記の各信号を検出して、点火制御
装置の入力としようとするものである。

第７図は第３実施例のブロツク図を示すもので
あり、第１気筒判別信号６０３′は固定点火制御
信号形成回路１１０′に入力される。ここで第１
気筒判別信号６０３′が、ノイズ、断線、短絡等
により異常になつた場合には、固定点火制御信号
形成回路１１０′によりフエイルと判別され、フ
エール判別回路１０２へフエール信号を送る。ま
た、Ｎ信号及びＧ信号に基づいて固定点火制御信
号形成回路１１０′において固定点火制御信号を
形成し、群別にされた気筒ごとの点火信号を発生
して点火を制御する構成となつている。その他の
構成及び動作は第１実施例と同様である。

この第３実施例によれば、Ｎ信号、Ｇ信号、第
１気筒判別信号をセンサにより得ているために固
定点火制御信号形成回路１１０′は第１実施例及
び第２実施例と比較するとより簡単になる。即
ち、第１実施例及び第２実施例においては、Ｎ信
号とＧ信号とを用いＮ信号中に内在する第１気筒
の判別信号を得るための判別回路が必要であつ
た。このように、この第３実施例では回路構成が
簡単になり、信頼性を向上させることができる。

次に、第８図により、マイクロコンピユータに
よる個別点火制御と群別点火制御とについて説明
する。第８図は、群別点火制御と個別点火制御と
の切換えのためのフローチヤートを示したもの
で、図示しないRAM及びROM中のデータ及び
プログラムの演算処理に基づき、マイクロコンピ
ユータがスタートとすると、ステツプ810で内燃
機関が始動時か否かを判断する。始動時であれ
ば、YESよりステツプ820に進み、群別点火制御
を行い、ステツプ850でリターンする。ステツプ
810で始動時でなければ、NOよりステツプ830に
進み、第１気筒がフエイルであるか否かを判断す
る。フエイルのときはYESよりステツプ820に進
み、群別点火制御を受ける。フエイルでなければ
NOよりステツプ840に進み、個別点火制御を受
け、リターンして同様の判断と実行とを繰返す。

このようなマイクロコンピユータの演算処理に
よりフエイル判別を行い、点火コイルの制御を個
別制御から群別制御へ切換えることができる。

以上、述べたように本発明によれば、エンジン
の始動時や演算点火制御手段に異常が生じた場合
にも、エンジンの始動性を良好に保つという効果
を奏する。また、回路構成が簡単でありながらバ
ツクアツプ機能を確実に行なうという効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例の点火制御装置
の構成を示すブロツク図である。第２図は、気筒
判別信号及び固定点火制御信号形成装置のブロツ
ク図である。第３ａ図及び第３ｂ図は、Ｇ信号及
びＮ信号の光学的検出手段を示す外観図である。
第４図は、本発明の実施例のタイミングチヤート
を示す図である。第５ａ図及び第５ｂ図は、本発
明の第２実施例の点火制御装置の信号検出装置を
示す図である。第６図は本発明の第３実施例の点
火制御装置の信号検出装置を示す図である。第７
図は、本発明の第３実施例の点火制御装置の構成
を示すブロツク図である。第８図は、コンピユー
タによる切換え制御の論理を示すフローチヤート
である。 （符号の番号）、１……スタータスイツチ、２
……補正装置、３……負荷センサ、４……バツナ
リ電圧検出装置、５……Ｇ（基準位置）センサ、
５−１〜５−４……Ｇ信号用スリツト、６……Ｎ
（検出角度）センサ、６−１〜６−１７……Ｎ信
号用スリツト、７……検出部、７−１，７−２…
…フオトトランジスタ、７−３，７−４……発光
ダイオード、８……スリツト円板、１０……信号
部、５０……点火コイル部、６０〜６３……パワ
ートランジスタ、７０〜７３……点火コイル、１
００……制御ユニツト、１０１……始動判別器、
１０２……フエイル判別器、１０３……ウオツチ
ドツグタイマ、１０４……CPU、１０６……マ
ルチプレクサ、１１０……気筒判別信号及び固定
点火制御信号形成回路、１１０′……固定点火制
御信号形成回路、５０１……Ｎ信号用シグナルロ
ータ、５０２……Ｇ信号用シグナルロータ、５０
３，５０４……ピツクアツプコイル、６００……
スリツト円板、６０１……Ｎ信号用スリツト、６
０２……Ｇ信号用スリツト、６０３……第１気筒
判別用スリツト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 多気筒内燃機関の各気筒に接続される点火コ
   イルと、 前記点火コイルの個々の通電開始点及び通電終
   了点を制御できる演算点火制御手段と、 前記点火コイルのうち一群の点火コイルを群別
   に点火制御するための点火制御信号を形成する群
   別点火制御手段と、 前記演算点火制御手段の故障時又は前記内燃機
   関の始動状態を検出する検出手段と、 前記点火コイルの点火制御を行なうために演算
   制御手段と群別点火制御手段とを切換えるための
   手段と、を備え、 前記検出手段により演算点火制御手段の故障時
   又は内燃機関の始動状態を検出した場合には、群
   別点火制御手段により点火コイルを群別に制御
   し、それ以外の場合には演算点火制御手段により
   点火コイルを個別に制御することを特徴とする点
   火制御装置。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の点火制御装置
   において、前記群別点火制御手段は、前記内燃機
   関のクランク軸と同期して回転するスリツト円板
   と該スリツト円板のスリツトの回転位置を検出す
   るための光学的手段とにより発生するＧ（基準位
   置）信号とＮ（検出角度）信号とを用いて気筒判
   別信号及び群別点火制御信号を形成し、それらの
   信号を一群の点火コイルを群別に点火制御するた
   めの信号にて用いることを特徴とする点火制御装
   置。 ３ 特許請求の範囲第１項に記載の点火制御装置
   において、前記群別点火制御手段は、前記内燃機
   関のクランク軸と同期して回転するロータと同ロ
   ータと協働する磁気検出手段とにより発生するＧ
   （基準位置）信号とＮ（検出角度）信号とを用いて
   気筒判別信号及び群別点火制御信号を形成し、そ
   れらの信号を一群の点火コイルを群別に点火制御
   するための信号として用いることを特徴とする点
   火制御装置。 ４ 特許請求の範囲第１項記載の点火制御装置に
   おいて、Ｇ（基準位置）信号、Ｎ（検出角度）信号
   及び気筒判別信号を発生するセンサよりの検出信
   号により群別点火制御信号を形成し、一群の点火
   コイルを群別に点火制御するための信号として用
   いることを特徴とする点火制御装置。