JPH0652075B2

JPH0652075B2 - 機関点火時期制御装置

Info

Publication number: JPH0652075B2
Application number: JP58103582A
Authority: JP
Inventors: 高徳藤本; 賀英増本; 勉桃山
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1983-06-08
Filing date: 1983-06-08
Publication date: 1994-07-06
Anticipated expiration: 2009-07-06
Also published as: JPS59229056A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は機関の点火時期を遅らせる機関点火時期制御
装置に関するものである。

従来、この種の装置として、機関の高速回転域で点火時
期を連続的に遅角させたものが知られているが、遅角の
下限がなく機関の回転が上がつた場合、遅れ過ぎてしま
いアフターフアイアー等の不具合があつた。

そこで、例えば特開昭56−124674号に提示されている様
に機関の高速域で遅角の下限を設けたものが提案されて
いる。しかし、遅角の下限を設定するための特別な手段
が必要となり、特開昭56−124674号においては遅角の下
限位置に角度信号を設ける必要があるなどの欠点があつ
た。

この発明は、上記の様な遅角の下限を設定するための特
別な手段を必要とせず、機関の低速回転から中速回転に
かけて所定の傾斜をもつて進角させ、高速回転で安定し
た遅角位置に点火時期を遅らせる機関点火時期制御装置
を提供するものである。

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、(I)は点火装置であつて、本実施例は周知
なＣ、Ｄ、Ｉ点火装置であり、下記の通り構成される。
即ち、(1)は図示しない磁石発電機の発電コイルで、機
関の回転に同期して正負の交流出力を発生する。(2)(3)
はこの発電コイル(1)の出力を整流するダイオード、(4)
はこのダイオード(2)の整流出力により充電されるコン
デンサ、(5)はこのコンデンサ(4)の放電回路に接続され
た点火コイルで、コンデンサ(4)と直列接続された１次
コイル(5a)と点火プラグ(6)に接続された２次コイル(5
b)からなる。(7)はコンデンサ(4)の放電経路に設けられ
た半導体スイツチング素子であるサイリスタで、このサ
イリスタ(7)の導通時にコンデンサ(4)の充電電荷が１次
コイル(5a)に放電される。(II)はこの発明の特徴とする
点火時期制御回路で、下記の通り構成される。即ち、
(8)は角度位置検出装置である信号コイルで、機関の回
転に同期し所定クランク位置、本実施例では機関が要求
する最大進角位置に角度信号を発生する。この信号コイ
ル(8)より発生する角度信号はダイオード(9)を介してＲ
−Ｓフリツプフロツプ回路（以下単にＦ・Ｆ回路と称
す）(10)のセツト端(S)に接続されている。(11)は抵
抗、(12)はコンデンサ、(13)は演算増巾器で、抵抗(11)
とコンデンサ(12)と演算増巾器(13)とにより積分器を構
成する。この積分器の入力は、Ｆ・Ｆ回路(10)の出力端
(Q)に接続され、出力は電圧比較器(14)及び(17)の反転
入力端子(-)に接続されている。また、演算増巾器(13)
の非反転入力端(+)は基準電圧(Vs)にバイアスされ、電
圧比較器(14)の非反転入力端(+)は第１基準電圧(V₁)に
バイアスされる。電圧比較器(17)の非反転入力端(+)は
Ｆ・Ｆ回路(10)の出力電圧を抵抗(15)、(16)で分割して
得られる第２基準電圧(V₂)にバイアスされている。さら
に電圧比較器(14)の出力は、Ｆ・Ｆ回路(10)のリセツト
端子(R)に接続される。また電圧比較器(17)の出力は、
コンデンサ(19)により微分され立上がり信号が逆流阻止
用ダイオード(21)を介してサイリスタ(7)のゲートに印
加される。また、Ｆ・Ｆ回路(10)のもう一方の出力端
()に発生する信号は、コンデンサ(18)により微分され
立上がり信号が逆阻止用ダイオード(20)を介して点火信
号としてサイリスタ(7)のゲートに印加される。また、
(50)は上記機関の運転状態を検出し、該運転状態に基づ
く信号により点火時期を遅角させる制御手段で、本実施
例では電圧比較器(17)の出力を所定回転以上にてアース
に側路する様に動作し、例えば第２図の様に構成されて
いる。即ち、(51)は機関の回転毎に発生する信号をカウ
ントあるいは積分して直流電圧に変換するＦ−Ｖ回路
で、(52)はこのＦ−Ｖ回路出力を所定電圧と比較する電
圧比較器、(53)は電流制限用の抵抗、(54)は電圧比較器
(52)の出力によりオン・オフするＮＰＮトランジスタで
ある。

第３図は、第１図に示された本実施例の各部電圧波形を
示す動作波形図である。(A)は機関のクランク位置を示
すものであり、（ＴＤＣ）は機関の上死点、(T₁)は角度
信号が発生する機関の最大進角位置、(T₂)は機関の所定
回転以上で点火する遅角位置を示す。

次に以上の通り構成された実施例を第４図に示す要求点
火時期特性をもとに説明する。

先ず、機関が第４図に示す回転数N₁より低い回転域で回
転している（Ｎ≦Ｎ₁）場合の動作は下記の通りであ
る。信号コイル(8)には機関の１回転に１回、最大進角
位置(T₁)にて角度巾が狭く、急峻に変化する角度信号が
第３図（Ｂ）に示す様に発生する。その角度信号はダイ
オード(9)を介してＦ・Ｆ回路(10)をセツトするためそ
の出力端(Q)は、第３図(C)に示す様にハイレベルとな
る。そのため、予め図示極性に充電されていたコンデン
サ(12)は下式に示す(I₂)なる電流にて放電する。

即ち、演算増巾器(13)の出力電圧(D)は第３図(D)に示す
様に一定の傾斜をもつて直線的に下降し、電圧比較器(1
4)の非反転入力端(+)にバイアスされている第１基準電
圧(V₁)に達すると、電圧比較器(14)の出力はハイレベル
になりＦ・Ｆ回路(10)をリセツトする。その結果Ｆ・Ｆ
回路(10)の出力端(Q)は第３図(C)に示す様にローレベル
になる。

次に、このＦ・Ｆ回路(10)の出力端(Q)がローレベルに
なると、コンデンサ(12)は下式に示す(I₁)になる電流に
て再び図示極性に充電される。

即ち、演算増巾器(13)の出力電圧(D)は、第３図(D)に示
す様に一定の傾斜をもつて直線的に上昇する。

以上の様に、演算増巾器(13)の出力(D)は、連続した充
放電により、三角波電圧波形を構成する。この充放電電
流(I₁)(I₂)は上式に見る様に、Ｆ・Ｆ回路(10)のハイレ
ベル電圧、抵抗(11)の抵抗値、基準電圧(VS)が機関の回
転に対して一定ならば機関の回転数が変化してもたえず
一定なので、角度信号の発生周期に対する上記三角波電
圧(D)の放電機関の占める割合は一定となる。即ち、角
度信号発生位置(T₁)より上記三角波電圧(D)の放電電圧
が第１基準電圧(V₁)に達するまでの放電期間角度(β)
は、機関の回転数に対して一定となる。

次に、上記演算増巾器(13)の出力である上記三角波電圧
(D)は電圧比較器(17)の反転入力端(-)に入力され、電圧
比較器(17)の非反転入力端(+)の電圧波形(E)と比較され
る。この電圧比較器(17)の非反転入力端(+)の電圧波形
(E)は、Ｆ・Ｆ回路(10)の出力端(Q)に発生する電圧波形
(C)に同期しているため、第３図(D)、(E)に見る関係で
比較される。即ち、電圧比較器(17)の出力は、第３図
(F)に見る様に、上記三角波電圧(D)の放電電圧が、Ｆ・
Ｆ回路(10)の出力(C)のハイレベル電圧を抵抗(15)、(16)
で分割された第２基準電圧(V₂)に達した時、ハイレベル
となり、さらに放電し第１基準電圧(V₁)に達した時、ロ
ーレベルとなる。この電圧比較器(17)の出力電圧(F)
は、コンデンサ(19)により微分され、立上がり信号がサ
イリスタ(7)のゲートに印加され点火信号(X)となる。而
して、サイリスタ(7)は、三角波電圧、即ち演算増巾器
(13)の出力電圧(D)の放電電圧が第２基準電圧(V₂)に達
した時期に導通して、コンデンサ(4)の充電電荷が点火
コイル(5)の１次コイル(5a)に引火され、２次コイル(5
b)に高電圧を誘起させることになる。

次に、機関の回転数が零からN₁へと上昇するに伴つて上
述した点火時期が所定の傾斜をもつて進角する動作を説
明する。第３図(D)波形において、角度信号が発生する
最大進角度位置(T₁)から三角波電圧(D)の放電電圧が第
２基準電圧(V₂)に達するまでのクランク角度αは、１回
転のクランク角度を360゜、周期をＴ、放電機関角度を
β及び機関回転数をＮとすると下式の通りなる。

ここで、(t)は三角波電圧(D)の放電電圧が第２基準電圧
(V₂)に達して第１基準電圧(V₁)に達するまでの時間、即
ち電圧比較器(17)の出力(F)がハイレベルの時間であ
り、下式の通りとなるこの(2)式を(1)式に代入するととなる。故に、第１基準電圧(V₁)及び第２基準電圧(V₂)
が機関の回転に対して一定ならば、放電期間角度(β)及
び放電電流値(I₂)が機関の回転に対して一定なのは前述
した通りなので、最大進角度位置(T₁)から、三角波電圧
(D)の放電電圧が第２基準電圧(V₂)に達するまでのクラ
ンク角度(α)、即ち第３図(X)に見る点火信号の発生位
置までのクランク角度(α)は、第４図の点火時期特性の
N₁回転以下に見る様に、機関の回転数の上昇に伴い比較
的に減少する。即ち、最大進角度位置(T₁)側に進む点火
時期特性が得られるものである。

上述した機関のN₁回転以下での点火時期特性の傾斜は、
(3)式を見れば明らかな様に、例えば第１基準電圧
(V₁)、第２基準電圧(V₂)、コンデンサ(12)の要領値等を
変化させれば任意に設定可能である。

一方、サイリスタ(7)のゲートには次に説明する動作に
より得られた点火信号(Y)も印加される。即ち、Ｆ・Ｆ
回路(10)の出力端(Q)に発生する出力信号(C)の反転信号
(G)が、Ｆ・Ｆ回路(10)のもう一方の出力端()に発生
するが、この反転信号(G)はコンデンサ(18)により微分
され立上がり信号が最大進角度位置(T₁)より所定クラン
ク角度(β)遅れた位置に発生し、点火信号(Y)としてサ
イリスタ(7)のゲートに印加される。ところが、この点
火信号(Y)の発生時期よりも早く、点火信号(X)がサイリ
スタ(7)のゲートに印加されるので、コンデンサ(4)の充
電電荷は点火信号(X)により放電されてしまい、点火信
号(Y)がサイリスタ(7)に印加されてもコンデンサ(4)に
は蓄積電荷はなく、飛火は行なわれない。

次に、機関回転数が第４図に示すN₁以上に上昇した(N≧
N₁)の場合の動作を説明する。

機関の回転数の上昇に伴いクランク角度(α)が比較的に
小さくなる、即ち点火信号(X)の発生時期が最大進角度
位置(T₁)側に進むことは上述したが、更に回転数が上昇
するとクランク角度(α)は零になる。この時の回転数(N
₁)が実質的には進角終了回転数N₁となるのだが、更に回
転数が上昇すると演算増巾器(14)の出力に発生する三角
波電圧(D)と、電圧比較器(17)の非反転入力端(+)の電圧
(E)との関係が第３図（Ｎ≧N₁の場合）に見る関係とな
る。即ち、三角波電圧(D)は、三角波電圧(D)の放電区間
においては常に電圧比較器(17)の非反転入力端(+)の電
圧(E)（当区間においては第２基準電圧(V₂)）以下とな
り、その他の区間においては常に電圧比較器(17)の非反
転入力端(+)の電圧(E)（当区間においては零電位）以上
となる。そのため、電圧比較器(17)の出力電圧(F)は、
第３図（Ｎ≧N₁の場合）に見る様に、三角波電圧(D)の
放電区間のみハイレベルとなる。そのため、電圧比較器
(17)の出力電圧(F)は、コンデンサ(19)により微分され
最大進角度位置(T₁)に発生する立上がり信号がサイリス
タ(7)のゲートに点火信号(X)として印加されることにな
り、点火時期は機関回転数の上昇とは無関係に最大進角
度位置(T₁)にて一定となる。

次に、上述した点火信号を所定回転以上でアースに側路
する制御手段(50)の動作を第２図を基に説明する。Ｆ−
Ｖ回路(51)は、機関の回転数に比例した直流電圧を発生
するものであり、今機関回転数N₂にて上記制御手段(５
０)を作動させる場合、電圧比較器(52)の反転入力端子
(-)の電圧を、機関回転数N₂に対応したＦ−Ｖ回路(51)
出力電圧に設定すると、電圧比較器(17)の出力は、機関
回転数がN₂以下ではローレベルであり、N₂以上ではハイ
レベルとなるため、トランジスタ(54)は機関回転数がN₂
以上でオンすることになる。故に、この制御手段(50)
を、実質的にはトランジスタ(54)のコレクタを電圧比較
器(17)の出力信号(F)を側路する様に接続すると、機関
回転数N₂以上で点火信号(X)はサイリスタ(7)のゲートに
印加されなくなる。ところが、前述した様に、最大進角
度位置(T₁)より所定角度(β)遅れた位置(T₂)にて発生す
る点火信号(Y)がサイリスタ(7)のゲートに印加されてい
るため、第４図の点火時期特性に見る様に機関回転数N₂
以上では点火時期は(T₂)位置となる。

尚、上述した所定角度(β)は、三角波電圧(D)の充放電
電流(I₁)(I₂)を変化させれば任意に設定可能であること
は上述した動作原理より明らかである。

以上の実施例では、機関の回転数を検出して制御手段(5
0)を動作させているが、これに限定されるものでなく、
例えば車速を検出してもよい。また、上記実施例では、
機関回転数N₂にて不連続に遅角をさせているが、例えば
制御手段(50)を第５図の様な構成とすると第６図の点火
時期特性に見る様な最大進角度位置(T₁)から所定角度
(β)遅れた位置(T₂)に連続的に遅角させることも可能で
ある。即ち、第５図において、機関の回転に同期し所定
クランク位置にて発生する信号を単安定回路(55)に入力
することによりトランジスタ(54)は上記信号発生位置よ
り一定時間オンすることになり、つまり、トランジスタ
(54)のオン期間がクランク１回転周期に占める割合が、
機関回転の上昇に伴い増加するので、トランジスタ(54)
のオン期間が最大進角度位置(T₁)に達する回転数(N₃)よ
り連続的に遅角するものである。また、上記実施例にで
は、角度信号を受けて放電する三角波電圧(D)を提示し
たが、角度信号を受けて充電する三角波電圧を構成して
も同様の動作が実施できるものである。

以上のようにこの発明によれば、機関の始動におけるケ
ツチン防止、始動性向上及び加速性向上等のため必要
な、機関の低速回転から中速回転にかけての進角機能
を、所定クランク位置にて発生する角度信号を受けて放
電または充電（本発明の一実施例においては放電）を開
始し、第１基準電圧に達すると充電または放電（本発明
の一実施例においては充電）に転ずる三角波電圧が、第
１基準電圧に達するまでの過程の第２基準電圧に達した
位置を第１の点火信号の発生時点とし、この三角波電圧
のピーク電圧が機関の回転数の上昇に伴い下がることに
より上記第１の点火信号の発生時点が進むことで実施
し、さらに機関の過回転防止、車速制限あるいは１２サ
イクル機関にあつてはトルク向上等が計れる遅角機能に
おける遅角下限位置の設定には、上記三角波電圧が第１
基準電圧に達した位置を用いることにより実施できるよ
う為したため、遅角下限位置である第２の点火信号の発
生時点の設定に特別な手段を必要とせず、また、上記遅
角下限位置は、三角波電圧の充放電傾斜等によつて決定
されるので、これらの回路定数を変更することにより機
関の要求に好適に対応でき、しかも精度のよい安定した
遅角特性が得られるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す電気回路図、第２図
は第１図実施例の１部分の詳細図、第３図は第１図実施
例の動作波形図、第４図は第１図実施例によつて得られ
る点火時期特性図、第５図はこの発明の他の実施例を示
す要部電気回路図、第６図は第５図の実施例によつて得
られる点火時期特性図である。図において、(I)は点火装置、(II)は点火時期制御装
置、(8)は信号コイル、(10)はＦ・Ｆ回路、(11)は抵
抗、(12)はコンデンサ、(13)は演算増巾器、(14)(17)は
電圧比較器、(50)は制御手段、(V₁)は第１の基準電圧、
(V₂)は第２の基準電圧、(D)は三角波電圧である。尚、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭58−38376（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−183567（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−49070（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−44272（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】機関の回転に同期し、所定のクランク位置
にて信号を発生する角度信号発生手段と、この角度信号
発生手段の出力信号を受けて放電または充電を開始し、
その出力電圧が第１基準電圧に達すると充電または放電
に転じて三角波電圧を形成する積分手段と、この積分手
段が上記角度信号を受けて放電または充電する過程にお
いて、その出力電圧が第２基準電圧に達したとき第１の
点火信号を発生する第１の点火信号発生手段と、上記積
分手段の出力電圧が上記第１基準電圧に達したとき上記
第１の点火信号の発生時点より遅延した時点で第２の点
火信号を発生する第２の点火信号発生手段と、上記機関
の運転状態を検出し、該運転状態に基づく信号により、
進角側に位置する上記第１の点火信号を無効とする制御
手段とを備えたことを特徴とする機関点火時期制御装
置。
【請求項２】制御手段は第１の点火信号を所定時間の間
無効とするように構成したことを特徴とする特許請求の
範囲第１記載の機関点火時期制御装置。