JPH0413420Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、電子進角式の内燃機関用点火信号発
生回路に関するものである。

［従来の技術］ 内燃機関用の点火装置は、１次電流制御用スイ
ツチの動作により点火コイルの１次電流を制御し
て点火用の高電圧を点火回路と、この点火回路の
１次電流制御用スイツチをトリガする為に用いる
点火信号を発生する点火信号発生回路とにより構
成される。点火信号発生回路は、機関の所定の回
転角度位置で点火信号を出力し、この点火信号に
より１次電流制御用半導体スイツチがトリガされ
て点火動作が行われる。

従つて機関の点火特性は点火信号発生回路の特
性により定まり、例えば機関の回転速度の上昇に
伴つて点火信号の発生位相が進む点火信号発生回
路が用いられる場合には、回転速度の上昇に伴つ
て点火時期が進角する特性が得られる。

点火信号発生回路としては種々の形式のものが
知られているが、最近、点火時期の制御を正確に
行うことが必要とされるようになつたことから、
電子進角式の点火信号発生回路が多く用いられる
ようになつた。

電子進角式の点火信号発生回路としては、積分
回路を用いた回路が提案されており、この種の回
路は、内燃機関の最大進角位置及び最小進角位置
でそれぞれスレシヨールドレベル以上になる第１
の信号及び第２の信号を出力する信号コイルと、
第１及び第２の信号を入力として最大進角位置か
ら最小進角位置までの間持続する点火区間信号を
出力する点火区間信号発生回路と、点火区間信号
により制御されて該点火区間信号が発生している
期間を最大充電期間として最大進角位置から第１
の積分コンデンサを充電して積分動作を行う第１
の積分回路と、第２の積分コンデンサを充電して
積分動作を行う第２の積分回路と、第２の信号が
スレシヨールドレベル以上になつた時に第２の積
分コンデンサを瞬時に放電させるリセツト回路
と、第１の積分コンデンサの端子電圧と第２の積
分コンデンサの端子電圧とを比較して第１の積分
コンデンサの端子電圧が第２の積分コンデンサの
端子電圧を超えた時に内燃機関用点火装置の点火
時期を決定する点火信号を出力する比較回路とに
より構成されている。

［考案が解決しようとする問題点］ 上記従来の点火信号発生回路では、機関の回転
速度（角速度）の変動が大きく、点火区間（最大
進角位置から最小進角位置までの区間）で角速度
が急に低下した場合に、点火時期が進んで、回転
速度に対して進角量が大きくなり過ぎるという問
題があつた。

即ち、上記の点火信号発生回路においては、機
関の回転速度が上昇するのに伴つて、１回転に要
する時間が短くなつていくため、回転速度の上昇
に伴つて第２の積分コンデンサを充電する時間が
短くなつていく。従つて各回転角度位置における
第２の積分コンデンサの端子電圧は機関の回転速
度の上昇に伴つて低くなつていく。

今機関が高速回転している状態で点火区間に入
つたときに急に機関の回転速度が低下したとする
と、単位時間当りの機関の回転速度が急に小さく
なる上に、第２の積分コンデンサの端子電圧が、
低下後の回転速度における正規の端子電圧よりも
低くなつている（それまで機関が高速回転してい
たため）ので、第１の積分コンデンサの充電が開
始されてから（最大進角位置から）該第１の積分
コンデンサの端子電圧が第２の積分コンデンサの
端子電圧を超えるまでの回転角度が大幅に小さく
なり、点火時期が大幅に進角してしまう。機関の
回転速度が急に低速度（特に1000rpm以下）まで
低下した場合にこのような状態が起ると、過進角
状態になつて機関が停止したり、逆転したりする
おそれがある。

本考案の目的は、機関の回転速度が急に低下し
た時に点火時期が過進角するのを防止した内燃機
関用点火信号発生回路を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本考案は、その実施例を示す第１図に見られる
ように、内燃機関の最大進角位置及び最小進角位
置でそれぞれスレシヨールドレベル以上になる最
大進角位置信号Vs１及び最小進角位置信号Vs２
を出力する信号コイル２０１と、最大進角位置信
号及び最小進角位置信号を入力として信号幅が最
大進角位置から最小進角位置までの点火区間に相
当する点火区間信号Vfを発生する点火区間信号
発生回路２０４と、点火区間信号Vfにより制御
されて該点火区間信号が発生している期間を最大
充電期間として第１の積分コンデンサＣ４を充電
して積分動作を行う第１の積分回路２０５と、第
２の積分コンデンサＣ６を充電して積分動作を行
う第２の積分回路２０６と、最小進角位置信号
Vs２がスレシヨールドレベル以上になつた時に
第２の積分コンデンサＣ６を瞬時に放電させるリ
セツト回路と、第１の積分コンデンサの端子電圧
Ｖ１と第２の積分コンデンサの端子電圧Ｖ２とを
比較して第１の積分コンデンサの端子電圧が第２
の積分コンデンサの端子電圧を超えた時に内燃機
関用点火装置の点火時期を決定する点火信号Vi
を出力する比較回路２０７とを備えた内燃機関用
点火信号発生回路において、機関の回転速度が急
に低下した時に点火時期が進むのを防ぐことがで
きるようにしたものである。

そのため本考案においては、第１の積分コンデ
ンサＣ６の端子電圧Ｖ１を設定電圧Vcsと比較し
て該第１の積分コンデンサの端子電圧Ｖ１が設定
電圧Vcsに達した時に該第１の積分コンデンサの
充電を阻止することにより該第１の積分コンデン
サの端子電圧Ｖ１の上限値を設定電圧Vcsに制限
する過進角防止回路２０８を設けた。

［考案の作用］ 上記のように構成すると、第１の積分コンデン
サの端子電圧が設定電圧に制限されるため、点火
区間に入つて急に機関の回転角速度が低下しても
第１の積分コンデンサの端子電圧は第２の積分コ
ンデンサの端子電圧を超えることができなくな
り、最小進角位置で第２の積分コンデンサがリセ
ツトされた時に、点火信号が発生する。従つて機
関の点火時期が過進角するのを防ぐことができ
る。

［実施例］ 以下添附図面を参照して本考案の実施例を説明
する。

第１図は本考案の一実施例を示したもので、同
図において１は点火回路、２は点火信号発生回路
である。点火回路１は公知のコンデンサ放電式の
回路で、機関により駆動される磁石発電機内に配
置されたエキサイタコイル１０１と、点火コイル
１０２と、エキサイタコイルの出力でダイオード
１０３及びダイオード１０４を通して図示の極性
に充電される点火エネルギー蓄積用コンデンサ１
０５と、１次電流制御用スイツチを構成する放電
制御用サイリスタ１０６と、サイリスタの保護用
抵抗１０７と、機関の気筒に取付けられて点火コ
イル１０２の２次コイルに接続された点火プラグ
１０８とにより構成されている。

上記点火回路においてエキサイタコイル１０１
は機関の回転に同期して交流電圧を誘起し、この
エキサイタコイルの図示の矢印方向の半サイクル
の誘起電圧でコンデンサ１０５が図示の極性に充
電される。次いでサイリスタ１０６のゲートに点
火信号が供給されると該サイリスタ１０６が導通
し、コンデンサ１０５の電荷を点火コイル１０２
の１次コイルを通して放電させる。これにより点
火コイル１０２の２次コイルに高電圧が発生し、
機関の気筒に取付けられた点火プラグ１０８に火
花が生じて機関が点火される。

上記のように、第１図の点火回路１においては
サイリスタ１０６が導通する時期が点火時期とな
り、点火信号発生回路２によりサイリスタ１０６
のゲートに点火信号を与える時期を制御すること
により、種々の点火特性を得ることができる。

本実施例の点火信号発生回路２は、電源回路２
００と、信号コイル２０１と、第１及び第１の波
形整形回路２０２Ａ及び２０２Ｂとフリツプフロ
ツプ回路２０３とからなる点火区間信号発生回路
２０４と、第１及び第２の積分回路２０５及び２
０６と、比較回路２０７と、過進角防止回路２０
８とからなつている。

電源回路２００は、エキサイタコイル１０１の
非接地側端子にアノードを接続したダイオード
Doと、このダイオードDoのカソードに一端を接
続した抵抗Roと、抵抗Roの他端と接地間に接続
されてエキサイタコイル１０１の図示の矢印方向
の電圧でダイオードDoと抵抗Roとを通して図示
の極性に充電される電源コンデンサCoとからな
り、コンデンサCoの両端の電圧が点火信号発生
回路２の各部の電源電圧として用いられる。

信号コイル２０１は機関に取付けられた信号発
電機内に設けられていて、第２図Ａに示すように
機関の回転に同期して最大進角位置θ１及び最小
進角位置θ２でそれぞれスレシヨールドレベル
Vt以上になる最大進角位置信号Vs１及び最小進
角位置信号Vs２を出力する。

第１の波形整形回路２０２Ａはトランジスタ
Tr１と、トランジスタTr１のエミツタと信号コ
イル２０１の非接地側端子との間に接続されたダ
イオードＤ１と、トランジスタTr１のベースと
接地間に接続された抵抗Ｒ１と、抵抗Ｒ１の両端
に接続されたコンデンサＣ１と、トランジスタ
Tr１のベースエミツタ間に接続された抵抗Ｒ２
と、トランジスタTr１のコレクタに一端を接続
した抵抗Ｒ３とからなつている。

この波形整形回路においては、信号コイル２０
１が発生する負極性の最大進角位置信号Vs１が
最大進角位置θ１でスレシヨールドレベルVt以
上になつた時にトランジスタTr１が導通して該
トランジスタTr１のコレクタエミツタ間及び抵
抗Ｒ３を通してパルス電流を流す。

第２の波形整形回路２０２Ｂは信号コイル２０
１の非接地側端子に一端を接続した抵抗Ｒ４と、
抵抗Ｒ４の両端に並列接続されたコンデンサＣ２
と、抵抗Ｒ４とコンデンサＣ２との並列回路の信
号コイルと反対側の端子にアノードを接続したダ
イオードＤ２と、ダイオードＤ２のカソードと接
地間に接続された抵抗Ｒ５とからなつている。こ
の波形整形回路は微分回路で、信号コイル２０１
が最小進角位置θ２でスレシヨールドレベル以上
になる正極性の最小進角位置信号Vs２を出力す
ると、抵抗Ｒ５の両端にパルス信号を出力する。

フリツプフロツプ回路２０３は、抵抗Ｒ３の他
端にベースを接続したトランジスタTr２と、ト
ランジスタTr２のベースエミツタ間に接続され
た抵抗Ｒ６と、トランジスタTr２のコレクタと
接地間に接続されたコンデンサＣ３と、コンデン
サＣ３の非接地側端子にアノードを接続したダイ
オードＤ３と、ダイオードＤ３のカソードにコレ
クタを接続しエミツタを接地したトランジスタ
Tr３と、トランジスタTr３のコレクタにカソー
ドを接続したダイオードＤ４とからなり、トラン
ジスタTr２のエミツタは電源コンデンサCoの非
接地側端子に接続されている。

このフリツプフロツプ回路においては、信号コ
イル２０１が最大進角位置信号Vs１を発生して
波形整形回路２０２のトランジスタTr１が導通
するとトランジスタTr２にベース電流が流れて
該トランジスタTr２が導通し、電源コンデンサ
Coの電荷でトランジスタTr２を通してコンデン
サＣ３が図示の極性に瞬時に充電される。また信
号コイル２０１が最小進角位置信号Vs２を出力
して抵抗Ｒ５の両端にパルス電圧が発生するとト
ランジスタTr３が導通してコンデンサＣ３を瞬
時に放電させる。従つてコンデンサＣ３の両端に
は、第２図Ｂに示すように最大進角位置θ１から
最小進角位置θ２までの点火区間（点火動作が許
容される区間）に相当する信号幅を有する矩形波
状の点火区間信号Vfが得られる。

第１の積分回路２０５は一端が接地された第１
の積分コンデンサＣ４と、エミツタが第１の積分
コンデンサＣ４の非接地側端子に接続されコレク
タがコンデンサＣ３の非接地側端子に接続された
トランジスタTr４と、トランジスタTr４のコレ
クタベース間に接続されたコンデンサＣ５と、コ
ンデンサＣ３の両端に並列接続された抵抗Ｒ７と
Ｒ８との直列回路と、トランジスタTr４のコレ
クタエミツタ間に接続された抵抗Ｒ９とからな
り、トランジスタTr４のベースが抵抗Ｒ７及び
Ｒ８の接続点に接続されている。

上記第１の積分回路においては、フリツプフロ
ツプ回路２０３のコンデンサＣ３の端子電圧が立
上がると同時にトランジスタTr４が導通し、第
１の積分コンデンサＣ４が抵抗Ｒ７及びＲ８から
なる分圧回路の分圧比で決る電圧値まで瞬時に充
電されてトランジスタTr４が遮断する。トラン
ジスタTr４が遮断した後は抵抗Ｒ９を通して第
１の積分コンデンサＣ４が図示の極性に一定の時
定数で追加充電される。従つて第２図Ｃに示すよ
うに、第１の積分コンデンサＣ４の端子電圧Ｖ１
は、点火区間信号Vfが立上がると同時に一定の
電圧まで瞬時に立上がつてその後一定の勾配で上
昇する波形の電圧になる。

第２の積分回路２０６は、一端が接地された第
２の積分コンデンサＣ６と、第２の積分コンデン
サＣ６の非接地側端子と電源コンデンサCoの非
接地側端子との間に接続された抵抗Ｒ１０とから
なつている。この実施例では、フリツプフロツプ
回路２０３のトランジスタTr３が第２の積分回
路のリセツト回路の一部を兼ねており、第２の積
分コンデンサＣ６の非接地側の端子がフリツプフ
ロツプ回路２０３のダイオードＤ３のアノードに
接続されている。

この第２の積分回路２０６においては、第２の
積分コンデンサＣ６が一定の時定数で充電され、
最小進角位置θ２でトランジスタTr３が導通し
た時に第２の積分コンデンサＣ６の電荷が瞬時に
放電する。従つて第２図Ｃに示すように第２の積
分コンデンサＣ６の端子電圧Ｖ２は角最小進角位
置θ２から次の最小進角位置θ２まで一定の勾配
で上昇する波形の電圧になる。

比較回路２０７はプログラマブルユニジヤンク
シヨントランジスタ（以下PUTと言う。）Ｐ１と
該PUTのカソードに一端を接続した抵抗Ｒ１１
と、PUTのゲートに一端を接続した抵抗Ｒ１２
とからなり、PUTのアノードが第１の積分コン
デンサＣ４の非接地側端子に、またゲートが抵抗
Ｒ１２を通して第２の積分コンデンサＣ６の非接
地側端子にそれぞれ接続されている。

本考案の特徴部分である過進角防止回路２０８
は、トランジスタTr４のコレクタと接地間に接
続された抵抗Ｒ１３及びＲ１４と、コレクタを接
地したトランジスタTr５とからなり、トランジ
スタTr５のベースは抵抗Ｒ１３とＲ１４との接
続点に、またエミツタはトランジスタＣ４の非接
地側端子にそれぞれ接続されている。

この過進角防止回路２０８は第１の積分コンデ
ンサＣ４の端子電圧Ｖ１を抵抗Ｒ１４の両端に得
られる設定電圧Vcsと比較し、第１の積分コンデ
ンサの端子電圧Ｖ１が設定電圧Vcs以上になつて
いる間だけトランジスタTr５が導通してコンデ
ンサＣ４への充電電流の供給を阻止することによ
り、第１の積分コンデンサＣ４の端子電圧の上限
値を設定電圧Vcsに制限する。

次に上記実施例の動作を説明する。信号コイル
２０１が最小進角位置信号Vs２を出力すると、
トランジスタTr３が導通してコンデンサＣ３及
び第２の積分コンデンサＣ６を瞬時に放電させ
る。その後第２の積分コンデンサＣ３は電源コン
デンサCoの端子電圧で抵抗Ｒ１０を通して一定
の時定数で充電され、該第２の積分コンデンサＣ
６の端子電圧Ｖ２が第２図Ｃに示すように一定の
勾配で上昇する。

信号コイル２０１が最大進角位置信号Vs１を
出力すると、コンデンサＣ３の両端に点火区間信
号Vfが立上がり、第１の積分コンデンサＣ４の
端子電圧Ｖ１が第２図Ｃに示すように立上がる。
角度θiの位置でこの第１の積分コンデンサの端子
電圧Ｖ１が第２の積分コンデンサＣ６の端子電圧
Ｖ２を超えると比較回路のPUTが導通する。従
つてこの時第１の積分コンデンサＣ４の電荷が
PUTと抵抗Ｒ１１とサイリスタ１０６のゲート
カソードとを通して放電し、サイリスタ１０６に
点火信号Viが与えられる。これによりサイリス
タ１０６が導通し、コンデンサ１０５の電荷がサ
イリスタ１０５と点火コイル１０２の１次コイル
とを通して放電して点火動作が行われる。サイリ
スタ１０５の両端の電圧Voの変化を第２図Ｅに
示してあり、この電圧Voはサイリスタ１０４が
導通した時（点火動作時）にほぼ零になる。

第２の積分コンデンサＣ６の充電時間は機関の
回転速度が上昇するに従つて短くなつていくた
め、第２の積分コンデンサＣ６の端子電圧は機関
の回転速度の上昇に伴つて低くなつていく。従つ
て第１の積分コンデンサＣ４の端子電圧Ｖ１が第
２の積分コンデンサＣ６の端子電圧Ｖ２を超える
位置は機関の回転速度の上昇に伴つて進み、点火
時期が進角する。

今、過進角防止回路２０８が設けられていない
とし、第２図Ｃに示す区間Ａでは機関の角速度が
大きく、区間Ｂで角速度が急に低下したとする
と、最大進角位置θ１で第２の積分コンデンサＣ
６の充電電圧が低くなつている状態で、第１の積
分コンデンサＣ４の充電時間が長くなる状態が生
じるため、第１の積分コンデンサＣ４の端子電圧
Ｖ１が第２の積分コンデンサＣ６の端子電圧Ｖ２
を超える位相が進み、最小進角位置θ２より大幅
に位相が進んだ位置θi′で点火動作が行われるこ
とがある。区間Ｂで回転速度が1000rpm以下にな
つた場合には、このように点火時期が進角すると
機関が停止したり、逆転したりするおそれがあ
る。

これに対し、本考案のように、過進角防止回路
２０８を設けると、第１の積分コンデンサＣ４の
端子電圧Ｖ１が設定電圧Vcsに制限されるため、
この設定電圧Vcsを適当に設定しておくことによ
り、最小進角位置θ２より進んだ位置で第１の積
分コンデンサＣ４の端子電圧Ｖ１が第２の積分コ
ンデンサＣ６の端子電圧Ｖ２を超えることができ
なくなり、最小進角位置θ２で第２の積分コンデ
ンサＣ６が放電した瞬間に比較回路２０７の
PUTが導通してサイリスタ１０６に点火信号が
供給される。従つて本考案の装置においては、区
間Ｂで急に回転速度が低下した時の点火時期が最
小進角位置になり、過進角状態が生じるのを防ぐ
ことができる。

上記設定電圧Vcsの大きさは、進角開始回転速
度（最小進角位置θ２でＶ１＝Ｖ２となる回転速
度で、通常は1500rpm〜2000rpm）における第１
の積分コンデンサの端子電圧Ｖ１（点火時の値）
に等しく設定するのが理想である。すなわち進角
開始回転速度で信号コイル２０１が最小進角位置
信号Vs２を出力した時にＶ１＝Ｖ２＝Vcsとな
るように設定するのが理想である。しかし実際に
は角速度の急激な変化は進角開始前の低回転速度
領域（例えば1300rpm付近）で発生し易いので、
Vcsをこの速度変動が生じ易い回転速度領域での
Ｖ１（点火時の値）に等しく設定するようにして
もよい。尚設定電圧Vcsの大きさは抵抗Ｒ１３及
びＲ１４の抵抗値の比を調整することにより適宜
に設定することができる。

第３図は本考案で用いる過進角防止回路２０８
の他の構成例を示したもので、この例では点火区
間信号電圧Vfを分圧する分圧回路を構成する抵
抗Ｒ１３及びＲ１４と、抵抗Ｒ１４の両端に得ら
れる設定電圧Vcsと第１の積分コンデンサＣ４の
端子電圧Ｖ１とを比較する比較回路CM１とによ
り過進角防止回路２０８が構成されている。

第３図に示された過進角防止回路では、第１の
積分コンデンサＣ４の端子電圧Ｖ１が設定電圧
Vcsを超えた時に比較回路CM１の出力端子が接
地状態になつて積分コンデンサＣ４への充電電流
を該コンデンサＣ４から側路することにより電圧
Ｖ１を設定電圧Vcsに制限する。

上記実施例では、点火回路１がコンデンサ放電
式の回路からなつているが、電流遮断式の点火回
路が用いられる場合にも本考案を適用することが
できる。

上記の実施例では、比較回路２０７をPUTに
より構成したが、演算増幅器等を用いた電圧比較
器（コンパレータ）によりこの比較回路２０７を
構成することもできる。

［考案の効果］ 以上のように、本考案によれば、過進角防止回
路を設けて第１の積分コンデンサの端子電圧を設
定電圧に制限することにより、点火区間に入つて
急に機関の回転角速度が低下した時に第１の積分
コンデンサの端子電圧が第２の積分コンデンサの
端子電圧を超えることができなくなるようにした
ので、機関の点火時期が過進角するのを防ぐこと
ができる利点がある。また急減速時の点火時期は
最小進角位置となるので、機関の回転速度が低速
まで急に減速した際の機関の動作を安定にするこ
とができ、急減速時に機関が停止したり、逆転し
たりするのを防ぐことができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す回路図、第２
図は第１図の各部の信号電圧波形を示す波形図、
第３図は本考案で用いる過進角防止回路の他の構
成例を示した回路図である。 １……点火回路、２……内燃機関用点火信号発
生回路、２００……電源回路、２０１……信号コ
イル、２０２Ａ……第１の波形整形回路、２０２
Ｂ……第２の波形整形回路、２０３……フリツプ
フロツプ回路、２０４……点火区間信号発生回
路、２０５……第１の積分回路、２０６……第２
の積分回路、２０７……比較回路、２０８……過
進角防止回路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 内燃機関の最大進角位置及び最小進角位置でそ
   れぞれスレシヨールドレベル以上になる最大進角
   位置信号及び最小進角位置信号を出力する信号コ
   イルと、 前記最大進角位置信号及び最小進角位置信号を
   入力として信号幅が最大進角位置から最小進角位
   置までの点火区間に相当する点火区間信号を発生
   する点火区間信号発生回路と、 前記点火区間信号により制御されて該点火区間
   信号が発生している期間を最大充電期間として最
   大進角位置から第１の積分コンデンサを充電して
   積分動作を行う第１の積分回路と、 第２の積分コンデンサを充電して積分動作を行
   う第２の積分回路と、 前記最小進角位置信号がスレシヨールドレベル
   以上になつた時に前記第２の積分コンデンサを瞬
   時に放電させるリセツト回路と、 前記第１の積分コンデンサの端子電圧と第２の
   積分コンデンサの端子電圧とを比較して第１の積
   分コンデンサの端子電圧が第２の積分コンデンサ
   の端子電圧を超えた時に内燃機関用点火装置の点
   火時期を決定する点火信号を出力する比較回路と
   を備えた内燃機関用点火信号発生回路において、 前記第１の積分コンデンサの端子電圧を設定電
   圧と比較して該第１の積分コンデンサの端子電圧
   が設定電圧に達した時に該第１の積分コンデンサ
   の充電を阻止することにより該第１の積分コンデ
   ンサの端子電圧の上限値を設定電圧に制限する過
   進角防止回路を具備したことを特徴とする内燃機
   関用点火信号発生回路。