JP2596130B2 - 内燃機関用点火装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、正逆両方向に回転させる内燃機関の点火に
用いるのに好適な電流遮断形の内燃機関用点火装置に関
するものである。

［従来の技術］ 電流遮断形の内燃機関用点火装置として、点火コイル
の１次コイルに対して直列に１次電流制御用トランジス
タスイッチを接続して、内燃機関の点火位置よりも位相
が進んだ位置で該トランジスタスイッチを導通させ、点
火位置で該トランジスタスイッチを遮断させることによ
り点火コイルの２次コイルに高電圧を誘起させるように
したものがある。

従来のこの種の点火装置として、例えば実公昭61−14
716号に示されたものがある。この点火装置では、内燃
機関の回転に同期して制御信号を発生する信号発電機を
設けて、該信号発電機から得られる制御信号によりトラ
ンジスタスイッチを導通させ、該制御信号が所定のレベ
ル以下になったときにトランジスタスイッチを遮断状態
にして点火用の高電圧を発生させるようにしている。

［発明が解決しようとする課題］ 内燃機関を正逆両方向に回転させるためには、機関の
正転時にも逆転時にも上死点から所定の角度進んだ点火
位置で点火動作を行わせることが必要である。

内燃機関に取付けられた信号発電機から得られる制御
信号を利用して点火位置を定めるようにした従来の電流
遮断形の内燃機関用点火装置では、制御信号の波形を利
用してトランジスタスイッチの導通位置と遮断位置とを
定めていたため、内燃機関を正逆両方向に回転させ得る
ようにするためには、機関の上死点の両側の対称位置で
それぞれ同じように制御信号を発生させる必要があっ
た。そのため、従来の点火装置では、機関の上死点前の
正規点火位置で点火動作が行われた後、上死点後の正規
点火位置と対称な位置でも点火動作が行われることにな
り、バックァイヤを発生し易いという問題があった。

本発明の目的は、１回転当り１回だけ点火動作を行わ
せてしかも機関の正逆両方向への回転を可能にした内燃
機関用点火装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 点火コイルの１次コイルに対して直列に接続された１
次電流制御用トランジスタスイッチを備えて、該トラン
ジスタスイッチを内燃機関の点火位置よりも位相が進ん
だ位置及び点火位置でそれぞれ導通及び遮断させること
により点火コイルの２次コイルに点火用の高電圧を誘起
させる内燃機関用点火装置に係わるものである。

本発明においては、内燃機関の上死点から進角側及び
遅角側にそれぞれ等しい角度を隔てた第１の位置及び第
２の位置でスレショールドレベル以上になる第１の信号
及び第２の信号をそれぞれ発生する信号発電機と、該第
１の信号及び第２の信号により制御されて第１の位置か
ら第２の位置まで積分コンデンサを所定の時定数で充電
した後該第２の位置から該積分コンデンサを所定の時定
数で放電させる積分動作を行う積分回路と、該積分回路
の出力電圧が基準電圧以下になったときにトランジスタ
スイッチを導通させ、第１の信号が発生したときにトラ
ンジスタスイッチを遮断させるようにスイッチ回路を制
御するスイッチ制御回路とを設けた。

［作用］ 上記の構成において、正転時には第１の信号の発生位
置で点火動作が行われ、第２の信号の発生位置では点火
動作が行われない。機関の逆転時には正転時の第２の信
号及び第１の信号がそれぞれ第１の信号及び第２の信号
となり、第１の信号の発生位置でのみ点火動作が行われ
る。ここで第１の信号の発生位置と第２の信号の発生位
置とは機関の上死点の両側の対称位置にあるため、機関
の正転時にも逆転時にも同じ進角位置で点火動作を行わ
せることができる。

積分回路は、第１の信号の発生位置から第２の信号の
発生位置まで所定の傾きで上昇して第２の信号の発生位
置から所定の傾きで下降する波形の積分電圧を発生す
る。積分コンデンサの充電時間（機関の第１の信号の発
生位置から第２の信号の発生位置まで回転するのに要す
る時間）は機関の回転速度の上昇に伴って短くなってい
くため、積分電圧の波高値は回転速度の上昇に伴って低
くなっていく。従って積分電圧が基準電圧以下になる位
置は回転速度の上昇に伴って進んでいき、点火コイルの
１次コイルへの導通が開始される時期は機関の回転速度
の上昇に伴って進んでいく。従って機関の高速時に点火
コイルの１次電流の通電時間が不足することがなく、高
速時にも所定の点火性能を維持することできる。また低
速時に通電時間がいたずらに長くなるのを防ぐことがで
きるため、消費電力の節約を図ることができる。

［実施例］ 以下添付図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明
する。

第１図は本発明の実施例を示したもので、同図におい
て１は１次コイル1a及び２次コイル1bを有する点火コイ
ルである。１次コイル1a及び２次コイル1bの一端が共通
接続され、２次コイル1bの他端と接地間に機関の気筒に
取付けられた点火プラグ２が接続されている。

１次コイル1bの他端はエミッタが接地されたトランジ
スタ３のコレクタに接続され、このトランジスタ３によ
り１次電流制御用のトランジスタスイッチが構成されて
いる。尚本実施例では、このトランジスタ３としてダー
リントン接続された２個のNPNトランジスタが用いられ
ている。

１次コイル1a及び２次コイル1bの共通接続点は負極端
子が接地された図示しないバッテリの正極端子に接続さ
れている。

４は内燃機関に取付けられた信号発電機内に設けられ
た信号コイルで、この信号コイルの一端は接地されてい
る。信号発電機は、機関と同期回転する誘導子と、該誘
導子に対向する磁極を有する信号発電子とからなる周知
のもので、誘導子の一端部（回転方向の前方側の端部）
が信号発電子の磁極に対向し始める際及び誘導子と信号
発電子の磁極との対向が終了する際（回転方向の後方側
の端部が信号発電子の磁極位置を通過する際）にそれぞ
れ生じる磁束変化によりパルス状の第１の信号及び第２
の信号を発生する。この信号発電機の出力信号波形の一
例を第２図（Ａ）に示してある。本発明においては、こ
れら第１の信号V_s1及びV_s2がそれぞれスレショールレベ
ルに達する第１の位置θ１及び第２の位置θ２がそれぞ
れ機関の上死点TDCから進角側及び遅角側に等しい角度
αだけ隔った位置にあるように（上死点TDCがθ1,θ２
間の中央に位置するように）信号発電機の発電子の位置
を設定しておく。

信号コイル４から得られる信号V_s1及びV_s2は制御信号
発生回路５に入力される。制御信号発生回路５は第２図
（Ｂ）に示すように、第１の位置θ１で立ち上がり、第
２の位置θ２で立ち下がる矩形波状の制御信号V_qを発生
する。

制御信号発生回路５の出力端子には抵抗６とコンデン
サ７との直列回路を通してトランジスタ８のベースが接
続され、該トランジスタ８のエミッタは接地されてい
る。トランジスタ８のベースエミッタ間には抵抗９が接
続され、コレクタエミッタ間に積分コンデンサ10と放電
用抵抗11とが並列に接続されている。

また区間信号発生回路５の出力端子間に抵抗12及び13
の直列回路からなる分圧回路が接続され、抵抗12及び13
の接続点にエミッタが接地されたPNPトランジスタ14の
ベースが接続されている。トランジスタ14のコレクタに
は抵抗15を通してトランジスタ16のベースが接続され、
該トランジスタ16のベースエミッタ間には抵抗17が接続
されている。トランジスタ16のコレクタは抵抗18を通し
て積分コンデンサ10の非接地側端子に接続されている。
トランジスタ16のエミッタに接続された端子t1は図示し
ない直流電源回路の正極側端子に接続されている。この
実施例では、トランジスタ8,14,16と抵抗6,9,11,12,13,
15及び18と、コンデンサ７と積分コンデンサ10とにより
積分回路20が構成されている。

図示しない直流電源回路の正極端子に接続された端子
t1と接地間に抵抗21及び22の直列回路からなる分圧回路
が接続され、該分圧回路の抵抗22の両端に得られる基準
電圧V_rが比較器23の正相入力端子に入力されている。比
較器23の逆相入力端子には積分コンデンサ10の両端に得
られる積分電圧Viが入力されている。

またトランジスタスイッチ３のベースに、エミッタが
接地されたPNPトランジスタ24のコレクタが接続され、
該トランジスタ24のベースは抵抗25を通して制御信号発
生回路５の出力端子に接続されている。トランジスタ24
のベースエミッタ間には抵抗26が接続され、コレクタは
抵抗27を通して図示しないバッテリの正極端子に接続さ
れている。

この実施例では、抵抗21,22,25,26,27と、比較器23
と、トランジスタ24とによりスイッチ制御回路28が構成
されている。

上記の実施例において、第１の位置θ１で制御信号V_q
が立ち上がると、該信号V_qによりコンデンサ７が充電さ
れるまでの間トランジスタ８が瞬時的に導通し、積分コ
ンデンサ10を放電させる。また制御信号V_qが発生してい
る間トランジスタ14が導通し、トランジスタ16が導通す
るため、トランジスタ16と抵抗18とを通して積分コンデ
ンサ10が図示の極性にほぼ定電流で充電される。第２の
位置θ２で制御信号V_qが消滅すると、トランジスタ14及
び16が遮断状態になるため、積分コンデンサ10の充電が
停止され、以後は該コンデンサ10の電荷が抵抗11を通し
て一定の時定数で放電していく。従って、積分コンデン
サ10の両端に得られる積分電圧V_iの波形は、第２図
（Ｄ）に示すように、第１の位置θ１から第２のθ２ま
で一定の傾きで上昇し、第２の位置θ２から次の第１の
位置θ１まで一定の傾きで下降して零に戻る波形にな
る。積分区間θ１〜θ２に相当する時間は回転速度の上
昇に伴って短くなっていくため、積分電圧V_iの波高値は
回転速度の上昇に伴って低くなっていく。

上記積分電圧V_iは比較器23により基準電圧V_rと比較さ
れ、積分電圧V_iが基準電圧V_rを超えているときには比較
器23の出力端子の電位が定レベル（接地電位）にあり、
積分電圧V_iが基準電圧V_r以下になると比較基準23の出力
端子の電位V_pが高レベルになる。比較器23の出力端子の
電位が低レベルになっているときにはトランジスタ３が
遮断状態にあり、比較器23の出力端子の電位V_pが高レベ
ルになると、トランジスタ３が導通する。これにより第
２図（Ｇ）に示すようにバッテリから点火コイルに１次
電流I₁が流れる。次に第１の位置θ１で制御信号V_qが立
ち上がるとトランジスタ24が導通するため、トランジス
タ３が遮断状態になり、１次電流が遮断される。これに
より点火コイル１の２次コイル1bに高電圧が誘起し、点
火プラグ２に火花が生じて機関が点火される。第２図
（Ｆ）はトランジスタ３のベース接地間の電圧V_dの波形
を示しており、この電圧V_dが発生している間だけトラン
ジスタ３が導通して１次電流が流れ、該電圧V_dの立り下
り位置で点火動作が行われる。電圧V_dは電圧V_cとV_pのア
ンドをとった波形である。積分電圧V_iが基準電圧V_r以下
になる位置θ３は、回転速度の上昇に伴って進んでい
く。従って１次電流I₁の通電時間は回転速度の上昇に伴
って長くなっていき、機関の高速時の点火性能が向上す
る。

本実施例において、機関の逆転時の各信号波形は第２
図に示したもの同様であり、機関の逆転時にも上死点よ
り一定の角度αだけ進角した位置で点火動作が行われ
る。

第３図は本発明の他の実施例を示したもので、この実
施例では、点火コイルの１次コイルの一端にトランジス
タ30のコレクタが接続され、該トランジスタのエミッタ
が抵抗31を通してトランジスタ３のベースに接続されて
いる。またトランジスタ３のベースエミッタ間に抵抗32
が接続されている。

この例では制御信号発生回路５の出力端子が抵抗15を
通してトランジスタ16のベースに接続され、信号コイル
14の非接地側の端子が波形生計回路33を通してトランジ
スタ８のベースに接続されている。また制御信号発生回
路５の出力端子が抵抗25を通してトランジスタ30のベー
スに接続されている。その他の点は第１図の実施例と同
様である。

第３図の実施例では、制御信号発生回路５が、第４図
（Ｂ）に示したように、第１の位置θ１から第２の位置
θ２の間接地レベルになり、他の期間は高レベルを維持
する制御信号V_q′を出力する。

第１の信号V_s1は波形整形回路33によりパルス波形に
整形されてトランジスタ８に与えられ、これにより該ト
ランジスタ８が導通して積分コンデンサ10を放電させ
る。制御信号V_qが接地レベルになっているθ１ないしθ
２の区間トランジスタ16が導通し、積分コンデンサ10を
ほぼ定電流で充電する。第２の位置θ２で制御信号V_q′
が高レベルになると該コンデンサ10の充電が停止し、該
コンデンサの電荷は抵抗11を通して放電する。従って積
分コンデンサ10の両端には第４図（Ｃ）のような積分電
圧V_iが得られる。

この積分電圧V_iは比較器23により基準電圧V_rと比較さ
れる。比較器23の出力端子の電位V_pの波形は第４図
（Ｄ）に示す通りで、前記の実施例と同様である。

トランジスタ30のベースの電位V_dの波形は比較器23の
出力端子の電位V_pと制御信号V_q′とのアンドをとったも
のに相当し、積分電圧V_iが基準電圧V_r以下になる位置θ
３から第１の位置θ１まで高レベルになる。従ってトラ
ンジスタ30は積分電圧V_iが基準電圧以下になる位置θ３
から第１の位置θ１まで導通してトランジスタ３にベー
ス電流を供給し、該トランジスタ３を導通させる。第１
の位置θ１でトランジスタ30が遮断するとトランジスタ
３が遮断し、点火動作が行われる。

第５図は本発明の更に他の実施例を示したもので、こ
の例では、制御信号発生回路５の出力端子が抵抗25を通
してトランジスタ３のベースに接続され、比較供給23の
出力端子がトランジスタ３のベースに接続されている。
その他の点は第３図の実施例と同様である。

第５図の実施例において制御信号発生回路５から得ら
れる制御信号V_q′の波形は第４図（Ｂ）に示したものと
同様であり、比較器23の出力電圧V_pの波形は第４図
（Ｄ）に示したものと同様である。トランジスタ３のベ
ース電位V_dは第４図（Ｆ）に示したV_dと同様に制御信号
V_q′と比較器の出力電圧V_pとのアンドをとったものに相
当し、そのベース電位が高レベルになっている期間トラ
ンジスタ３が導通する。即ちトランジスタ３は積分電圧
V_iが基準電圧V_r以下になる位置θ３から第１の位置θ１
まで導通して１次電流I₁を流し、第１の位置θ１で遮断
状態になって点火動作を行わせる。

上記の各実施例において、制御信号発生回路５は例え
ば、第１の信号V_s1によりセットされ、第２の信号V_s2に
よりセットされるフリップフロップ回路により構成でき
る。この場合、第１図の実施例においては、該フリップ
フロップ回路の正論理出力端子から制御信号V_qを取り出
せば良く、第３図及び第５図の実施例では、該フリップ
フロップの負論理出力端子から制御信号V_q′を取り出せ
ばよい。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、機関の上死点の両側
の対称位置でそれぞれ第１の信号及び第２の信号を発生
する信号発電機を設けて、これら第１の信号及び第２の
信号により積分回路を制御することにより、第１の信号
の発生位置から第２の信号の発生位置まで所定の傾きで
上昇して第２の信号の発生位置から所定の傾きで下降す
る波形の積分電圧を発生させ、この積分電圧が基準電圧
以下になる位置で１次電流制御用のトランジスタスイッ
チを導通させて１次電流を流した後、第１の信号が発生
したときに該トランジスタスイッチを遮断させて点火動
作を行わせるようにしたので、１回転当り１回だけ点火
動作を行わせてしかも機関の正転時及び逆転時にそれぞ
れ進角量が同じ正規点火位置で点火動作を行わせること
ができる利点がある。

また積分電圧と基準電圧との比較により１次電流の通
電開始時期を定めるため、機関の回転速度の上昇に伴っ
て１次電流の通電時間を長くすることができ、機関の低
速時の消費電力を節約してしかも高速時の点火性能を向
上させることができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す回路図、第２図は第１図
の各部の信号波形図、第３図は本発明の他の実施例を示
した回路図、第４図は第３図の各部の信号波形図、第５
図は本発明の更に他の実施例を示した回路図である。 １…点火コイル、２…点火プラグ、３…トランジスタ
（１次電流制御用トランジスタスイッチ）、４…信号コ
イル、５…制御信号発生回路、6,9,11,12,13,15,18,21,
22,25,26,27…抵抗、７…コンデンサ、8,14,16,24,30…
トランジスタ、10…積分コンデンサ、20…積分回路、23
…比較器、28…スイッチ制御回路。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】点火コイルの１次コイルに対して直列に接
   続された１次電流制御用トランジスタスイッチを備え、
   内燃機関の点火位置よりも位相が進んだ位置で前記トラ
   ンジスタスイッチを導通させ、点火位置で該トランジス
   タスイッチを遮断させるように制御して前記点火コイル
   の２次コイルに高電圧を誘起させる内燃機関用点火装置
   において、 内燃機関の上死点から進角側及び遅角側にそれぞれ等し
   い角度を隔てた第１の位置及び第２の位置でスレショー
   ルドレベル以上になる第１の信号及び第２の信号をそれ
   ぞれ発生する信号発電機と、 前記第１の信号及び第２の信号により制御されて第１の
   位置から第２の位置まで積分コンデンサを所定の時定数
   で充電し該第２の位置から前記積分コンデンサを所定の
   時定数で放電させる積分動作を行う積分回路と、前記積
   分回路の出力電圧が基準電圧以下になったときに前記ト
   ランジスタスイッチを導通させ、前記第１の信号が発生
   したときに前記トランジスタスイッチを遮断させるよう
   に前記スイッチ回路を制御するスイッチ制御回路とを具
   備したことを特徴とする内燃機関用点火装置。