JPH0429876B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術水準 本発明は、電子断続器と、第２の閾値のスイツチ
とを有する、内燃機関のための点火装置であつ
て、前記断続器は、第１の閾値スイツチが投入接
続された状態で導通するものであり、 また該断続器は点火コイルの１次巻線と直列に
設けられており、前記第１の閾値スイツチの投入
接続閾値と遮断閾値は、閾値スイツチに前置接続
された交流発電機により生成される交流電圧信号
の０値と比較して、所定の極性に予め設定される
ものであり、通常の場合には、前記電子断続器の
遮断状態への切換制御が、第１の閾値スイツチに
よつて行なわれるものであり、前記第２の閾値ス
イツチは、入力側で第２の閾値スイツチに対して
並列に接続されており、該第２の閾値スイツチ
は、回転数が低い場合に回路技術的に定められた
閾値以下に降下する正の入力側の電位に基づい
て、出力側でアース電位に下がり、それによつて
前記断続器が開かれる、内燃機関のための点火装
置に関する。

この形式の点火装置は、（ドイツ連邦共和国特
許第2549586号明細書ないしは対応の米国特許第
4176645号明細書から）既に公知である。この公
知の点火装置では、閾値スイツチの投入接続値お
よび遮断値が交流電圧信号の零値に関して同じ極
性をもつており、点火装置が投入接続された状態
でも内燃機関が動作していなければ１次巻線に電
流が流れないようになつている、つまり点火コイ
ルは過熱されない。しかしこの点火装置の場合、
内燃機関始動時に、スタートが非常に難しかつた
り、全くスタートしなかつたりすることがある。
なぜなら尖頭値の後に続く曲線部分は最初極めて
緩い傾斜しかもたないので、点火時期がピストン
の上死点に対してやや早くなり過ぎるからであ
る。

発明が解決しようとする課題 本発明の課題は、特に内燃機関の回転数が低い
場合に、不必要な電機エネルギーを浪費すること
なく、点火コイルの１次巻線に、点火火花の生起
に必要とされるできるだけたくさんの電気エネル
ギーを蓄積することを保証することである。また
内燃機関が過負荷によつて停止状態となつた場合
や、点火装置の投入接続の際に内燃機関が動作し
なかつた場合においても不必要な電流消費が起こ
らないように、１次巻線における暗電流遮断が行
なわれ得るような点火装置を提供することであ
る。

課題を解決するための手段 上記課題は本発明により、２つの閾値スイツチ
は、交流発電機の交流電圧信号に関連して同じ極
性を有する投入接続閾値を有しており、しかしな
がら第１の閾値スイツチの遮断閾値は、第２の閾
値スイツチの遮断閾値に対して逆の極性を有して
おり、第２の閾値スイツチの遮断閾値と投入接続
閾値は同じ極性を有しており、ここにおいて前記
断続器は、第１の閾値スイツチによる遮断状態へ
の切換制御が行なわれなかつた場合には、時限素
子と併せ用いて第２の閾値スイツチによつて非導
通状態にされるように構成されて解決される。

ここにおいてまず本発明の構成を図面に基づき
要約的に説明する。

本発明の具体的な構成手段は、交流発電機２６
により制御される２つの閾値スイツチ１９と３０
とを設けたことである。これらの閾値スイツチ１
９，３０の投入接続閾値Ub，Ucは同じ極性を有
しており、この場合閾値スイツチの出力側におい
て、投入接続された状態で、ほぼアース電位とな
る。

このアース電位によつて、第１の閾値スイツチ
１９の出力側において次のような作用が惹起され
る。すなわちトランジスタ１６が遮断され、それ
によつてトランジスタ８（ないし断続器７）が、
導通状態に制御され、さらに１次巻線の中に電流
が流れるようになる。

第１の閾値スイツチ１９が遮断されると、トラ
ンジスタ１６はすぐに再び導通状態に制御され、
それによつてトランジスタ８が遮断される。

これは２次側点火火花の生起を意味する。

２つの閾値スイツチ１９，３０の遮断閾値Ug，
Uhは、相反する極性を有してはいるが、しかし
ながら第２の閾値スイツチ３０の遮断閾値Uhは、
両閾値スイツチ１９，３０の投入接続閾値Ub，
Ucと同じ極性を有している。

それにより前記第２の閾値スイツチ３０の遮断
閾値Uhは、第１の閾値スイツチ１９の遮断閾値
Ugよりも時間的に早く到達される。これは、第
２の閾値スイツチ３０の出力側において第１の閾
値スイツチ１９においてよりも時間的に早く正の
電位が得られることを表わす。

正の極性によつて第２の閾値スイツチ３０の出
力側では、同時にトランジスタ３７の導通によつ
て時限素子５３が動作する。

この時限素子５３は、コンデンサ４５を介して
回路定数が定めており、次のように作用する。す
なわち第１の閾値スイツチ１９の出力側における
電位に依存することなく、所定の時間の経過後ト
ランジスタ１６が導通し、それによつて１次巻線
での電流の流れが中断するように作用する。

通常は、この時限素子５３は機能しないもので
ある。なぜなら第１の閾値スイツチ１９の遮断閾
値Ugは、既にその前に到達されるからである。

しかしながら例えば回転数が非常に低くて交流
電圧信号の経過が著しく平坦な場合には、第１の
閾値スチツチ１９の遮断閾値Ugが到達されない
というようなことが起こり得る。このような場合
には、前記時限素子５３が働いて不必要なエネル
ギーが点火コイルで消費されないように機能し、
同時に点火時期にも著しい障害が起きないように
される。

また内燃機関が過負荷によつて停止状態とな
り、交流電圧信号が遮断閾値にまだ達しないよう
な場合には、前記時限素子５３は、暗電流遮断機
能を引継ぎ、１次巻線内の電流の流れを遮断す
る。

実施例の説明 次に本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明
する。

第１図に示す点火装置は、自動車の内燃機関
（いずれも図示せず）に用いられる。この点火装
置は直流電源１、例えば自動車のバツテリによつ
て給電される。電流源１の負極にはアース線２が
接続され、正極には動作スイツチ（点火スイツ
チ）３を備えた給電線４が接続されている。給電
線４は、先ず点火コイル６の１次巻線５を介し、
次に電子断続器７を介してアース線２に接続され
た接続線の出発点となつている。電子断続器７は
（npn）トランジスタ８のエミツタ−コレクタ間
によつて形成されており、その際エミツタがアー
ス線２に接続されている。点火コイル６の２次巻
線９は一方の巻線端が１次巻線５とトランジスタ
８との間の接続線に接続され、他方の巻線端が少
なくとも１つの点火プラグ１０を介してアース線
に接続されている。

さらに給電線４は、先ず電流制限抵抗１１を介
し、次に誤接続保護ダイオード１２を介し、更に
緩衝コンデンサ１３を介してアース線２に接続さ
れた接続線の出発点ともなつている。その際緩衝
コンデンサ１３は誤接続保護ダイオード１２のカ
ソードと接続されており、またアノードがアース
線に接続されたツエーナダイオード１４から成る
分路を有している。誤接続保護ダイオード１２の
カソードはさらに抵抗１５を介して（npn）トラ
ンジスタ１６のコレクタならびにトランジスタ８
のベースに接続されている。トランジスタ１６の
エミツタは直接アース線２に、ベースは抵抗17を
介してアース線２と接続されている。さらにトラ
ンジスタ１６のベースは抵抗１８を介して第１の
閾値スイツチ１９の出力側と接続されており、第
１の閾値スイツチは演算増幅器２０により構成さ
れている。演算増幅器２０の非反転入力側は抵抗
２１を介して２つの抵抗２２と２３との接続点に
接続されている。これら２つの抵抗は分圧器のし
て誤接続保護ダイオード１２のカソードとアース
線２との間に接続されており、分圧器の接続点に
は、電流源１の電圧の約半分の電圧に相当する電
位が生ずる。演算増幅器２０の反転入力側は抵抗
２４を介して交流発電機２６の端子２５に接続さ
れており、交流発電機の他方の端子２７は抵抗２
２，２３の接続点に接続されている。

演算増幅器２０の出力側と非反転入力側との間
にある抵抗２８は切換ヒステリシスUb−Ugを決
定するために用いられ、他方演算増幅器の反転入
力側と誤接続保護ダイオード１２のカソードとの
間に接続された抵抗２９は、電圧（Ｕ）−時間
（ｔ）線図第２図中の切換ヒステリシスUb−Ug
の位置を決定するのに用いれてる。

交流発電機２６は第２の閾値スイツチ３０に、
第１および第２の閾値スイツチ１９，３０が入力
側で互いに並列に接続されている。第２の閾値ス
イツチ３０もやはり１つの演算増幅器３１によつ
て構成されており、その際反転入力側は抵抗３２
を介して交流発電機２６の端子に接続されてお
り、非反転入力側は抵抗３３を介して抵抗２２と
２３との接続点に接続されている。その際演算増
幅器３１の出力側と非反転入力側との間に接続さ
れた抵抗３４は切換ヒステリシスUc−Uhの決定
に用いられ、反転入力側とアース線２との間にあ
る抵抗３５は、電圧（Ｕ）−時間（ｔ）線図（第
２図）におけるヒステリシスUc−Uhの位置を決
定する。

演算増幅器３１の出力側は抵抗３６を介して
（npn）トランジスタ３７のベースに接続されて
おり、このベースは更に抵抗３８を介してアース
線２と接続されている。トランジスタ３７はエミ
ツタがアース線と接続され、コレクタが抵抗３９
を介して誤接続保護ダイオード１２のカソードと
接続されている。トランジスタ３７のコレクタは
更に（npn）トランジスタ４０のエミツタに接続
されており、このトランジスタ４０のコレクタは
抵抗４１を介して誤接続保護ダイオード１２のカ
ソードと接続されている。トランジスタ４０のベ
ースは、トランジスタ４０の切換特性を改善する
ダイオード４２のカソードに接続され且つ抵抗４
３を介してアース線２に接続されている。その際
このダイオード４２のアノードは抵抗４４を介し
て誤接続保護ダイオードのカソードと接続され、
且つコンデン４５を介してトランジスタ３７のコ
レクタと接続されている。トランジスタ４０のエ
ミツタ−コレクタ間は、阻止ダイオード４６によ
り橋絡されており、その際このダイオード４６の
アノードがエミツタ側に接続されている。トラン
ジスタ４０のコレクタはダイオード４７のアノー
ドに接続されており、ダイオード４７のカソード
は２つの抵抗４８，４９の直列回路を介してアー
ス線２に接続されている。抵抗４８と４９の接続
点は（npn）トランジスタ５０のベースに接続さ
れており、このトランジスタのエミツタはアース
線２に接続され、コレクタは抵抗５１を介して誤
接続保護ダイオード１２のカソードに接続されて
いる。ダイオード４７はトランジスタ５０の切換
特性を改善するために用いられ、他方トランジス
タ５０のコレクタとトランジスタ１６のベースと
の間に設けられたダイオード５２は、阻止ダイオ
ードとして働き、そのカソードがトランジスタ１
６のベースに接続されている。

回路素子３７，３９，４０，４２，４４，４
５，５０は時限素子５３の基本的構成素子であ
り、時限素子５３は一種の単安定マルチバイブレ
ータとして構成すると有利である。

次に上述の点火装置の動作を説明する。

第２図の電圧（Ｕ）−時間（ｔ）線図には、交
流発電機２６から供給される交流電圧信号に基づ
いて、第１の閾値スイツチ１９の投入接続値Ub
と第２の閾値スイツチ３０の投入接続値Ucとが、
少なくともほぼ同じ大きさであり且つ交流電圧信
号Uaの零値０に関して同じ極性、即ち正の極正
をもつべきであることが示されている。従つて、
尖頭値Udに先行する曲線部分Ueは、閾値スイツ
チ１９，３０の投入接続に用いられ、この尖頭値
Udに後続する曲線部分Ufは閾値スイツチ１９，
３０の遮断に用いられる。その際第１の閾値スイ
ツチ１９の遮断値Ugは交流電圧信号Uaの零値０
に関して、この閾値スイツチ１９の投入接続値
Ubとは逆の極性で、この実施例の場合負の極性
をもつべきである。また第２の閾値スイツチ３０
の遮断値Uhは、交流電圧信号の零値０に関して、
この閾値スイツチ３０の投入接続値と同じ極性、
この場合正の極性をもつべきである。

交流発電機２６から供給される交流電圧信号
Uaが第１の霽値スイツチ１９の投入接続閾値Ub
と第２の閾値スイツチ３０の投入接続閾値Ucと
を上回ると、これらの閾値スイツチ１９，３０は
投入接続される。即ち、これらの閾値スイツチの
出力側がほぼアース電位に近い電位になる。これ
により、トランジスタ１６のエミツタ−コレクタ
間が遮断され、トランジスタ８のエミツタ−コレ
クタ間、つまり断続器７が導通制御される。その
結果１次巻線５を介して電流が流れ、点火コイル
６に次の点火過程のための点火エネルギーが蓄積
される。

交流電圧信号が第２の閾値スイツチ３０の遮断
閾値Uhを下回ると、この閾値スイツチ３０は遮
断され、その出力側に正の電位が加わる。これに
よりトランジスタ３７のエミツタ−コレクタ間が
導通し、その結果抵抗４４を介してコンデンサ４
５の充電状態が変化する。この変化により、トラ
ンジスタ４０のベース−エミツタ間に加わる制御
電圧が、先ず同トランジスタのエミツタ−コレク
タ間を導通できないように保持する。それによ
り、トランジスタ５０のエミツタ−コレクタ間が
導通状態に保たれるので、トランジスタ１６，８
のそのときのスイツチ状態は妨害されない。

内燃機関の正常運転時には、交流電圧信号Ua
は最終的に第１の閾値スイツチ１９の遮断閾値
Ugを下回り、その結果この閾値スイツチ１９の
出力側に生じた正電位によつて、トランジスタ１
６のエミツタ−コレクタ間が導通状態になり、ト
ランジスタ８のエミツタ−コレクタ間、つまり断
続器７が遮断される。これに伴い１次巻線５を介
して供給される電流が遮断され、２次巻線９にお
いて高圧パルスが誘起される。この高圧パルスが
点火プラグ１０で電気スパーク（点火火花）を引
き起こす。

さらに正常動作においては、第２図の時点t1で
セツトされた時限素子５２の非安定期間が時点t2
において終了する。つまりトランジスタ４０に加
わる制御電圧が、トランジスタ４０のエミツタ−
コレクタ間を導通させるのに充分な大きさにな
り、これによりトランジスタ５０のエミツタ−コ
レクタ間は非導通になり、抵抗５１およびダイオ
ード５２を介して、トランジスタ１６のエミツタ
−コレクタ間の導通状態と断続器７の遮断状態と
が確実に保持される。内燃機関が〓エンストし
た”場合、即ち過負荷によつて動かなくたつた場
合、そして交流電圧信号Uaが第１の閾値スイツ
チ１９の遮断値Ugに達しなかつた場合、前記の
回路素子５１，５２を有する回路接続を介して、
トランジスタ１６のエミツタ−コレクタ間が導通
状態に制御され、これにより断続器７が遮断され
る。従つてここでも、点火装置が投入接続されて
も内燃機関が動作していないときは１次巻線５に
電流が確実に流れない。時限素子５３の非安定期
間を時点t1からt2の間だけにすることにより、コ
ンデンサ４５のキヤパシタンスを比較的小さくす
ることができ、点火装置を集積回路として構成す
る場合に、無理なくいつしよに集積化することが
できるようになる。

内燃機関の回転速度が非常に低いとき、つまり
交流電圧信号Uaの尖頭値Ud以降の曲線部分Ufの
勾配が極めてゆるやかなときも、やはり、回路素
子５１，５２を有する回路接続を介して、断続器
７が遮断され、しかもそれは点火時期に大した悪
影響を及ぼさない。

第１の閾値スイツチ１９の遮断値Ugを、交流
電圧信号Uaの零値０に関して負の極性の値にす
ることによつて、点火時期と、ピストンがシリン
ダの上死点に達する時点との間隔を比較的小さく
することができるので有利である。

さらに、第１の閾値スイツチ１９の遮断値Ug
を、内燃機関の始動過程が終つた後初めて交流電
圧信号Uaがこの遮断値Ugに達するように設定す
ることもできる。こうすれば、始動期間の間は、
既に述べたように第２の閾値スイツチ３０が時限
素子５３と関連して断続器７を遮断状態にする。
これにより正常運転では比較的大きな切換ヒステ
リシスUb−Ugが得られ、これにより点火装置の
障害を非常に受け難くなる。他方、始動過程で
は、時限素子５３を相応に設定することによつ
て、点火時期の所望の〓遅れ角”を選ぶことがで
きる。さらに内燃機関の始動過程を、特別な回路
を介して点火装置に信号として伝送する必要がな
くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の点火装置の回路図、第２図
は交流電圧信号の経過を示す電圧（Ｕ）−時間
（ｔ）線図である。 ７……断続器、１９……第１の閾値スイツチ、
３０……第２の閾値スイツチ、２６……交流発電
機、５３……時限素子、Ua……交流電圧信号、
Ub，Uc……投入接続値、Uh，Ug……遮断値。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電子断続器と、 第２の閾値スイツチとを有する、内燃機関のた
   めの点火装置であつて、 前記断続器は、第１の閾値スイツチが投入接続
   された状態で導通するものであり、 また該断続器は点火コイルの１次巻線と直列に
   設けられており、 前記第１の閾値スイツチの投入接続閾値と遮断
   閾値は、閾値スイツチに前置接続された交流発電
   機により生成される交流電圧信号の０値と比較し
   て、所定の極性に予め設定されるものであり、 通常の場合には、前記電子断続器の遮断状態へ
   の切換制御が、第１の閾値スイツチによつて行な
   われるものであり、 前記第２の閾値スイツチは、入力側で第１の閾
   値スイツチに対して並列に接続されており、該第
   ２の閾値スイツチは、回転数が低い場合に回路技
   術的に定められた閾値以下に降下する正の入力側
   の電位に基づいて、出力側でアース電位に下が
   り、それによつて前記断続器が開かれる、内燃機
   関のための点火装置において、 前記２つの閾値スイツチは、交流発電機２６の
   交流電圧信号（Ua）に関連して同じ極性を有す
   る投入接続閾値を有しており、 しかしながら第１の閾値スイツチ１９の遮断閾
   値（Ug）は、第２の閾値スイツチ３０の遮断閾
   値（Uh）に対して逆の極性を有しており、 第２の閾値スイツチ３０の遮断閾値と投入接続
   閾値は同じ極性を有しており、 ここにおいて前記断続器７は、第１の閾値スイ
   ツチ１９による遮断状態への切換制御が行なわれ
   なかつた場合には、時限素子５３と併せ用いて第
   ２の閾値スイツチ３０によつて非導通状態にされ
   ることを特徴とする、内燃機関のための点火装
   置。 ２ 前記時限素子５３は一種の単安定マルチバイ
   ブレータとして構成されており、第２の閾値スイ
   ツチ３０と断続器７との間に接続されている特許
   請求の範囲第１項記載の点火装置。 ３ 前記第１の閾値スイツチ１９の遮断閾値
   （Ug）は、内燃機関の始動過程が終わつてから、
   交流電圧信号（Ua）によつて到達されるように
   設定されている特許請求の範囲第１項記載の点火
   装置。