JPH04353270A - 内燃機関用点火位置制御方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の点火位置を
制御する内燃機関用点火位置制御方法及び該方法を実施
するために用いる点火位置制御装置に関するものである
。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の点火位置を回転数［ｒｐｍ］
に応じて制御する点火位置制御装置として、機関の回転
に同期して所定の積分演算と比較演算とを行わせること
により点火位置を演算して、演算された点火位置で点火
信号を発生させるようにしたものが種々知られている。

【０００３】従来のこの種の点火位置制御方法では、機
関の最大進角位置及び最小進角位置でそれぞれ最大進角
位置信号及び最小進角位置信号を発生する信号発電機を
用いて、これらの信号により積分動作を制御することに
より、最大進角位置信号の発生位置から最小進角位置信
号の発生位置までの区間を進角範囲とするように、点火
位置の演算を行わせていた。

【０００４】図８は従来のこの種の点火位置制御方法に
より点火装置を制御する場合の信号波形を示したもので
、同図（Ａ）は最大進角位置信号Ｐ１　´及び最小進角
位置信号Ｐ２　´を示し、同図（Ｂ）は点火コイルの１
次電流Ｉ１　の波形を示している。また同図（Ｃ）は機
関の正転時に点火コイルの２次側に得られる点火用の高
電圧Ｖｈ　を示し、同図（Ｄ）は逆転時に点火コイルの
２次側に得られる点火用の高電圧Ｖｈ　を示している。 図８（Ｂ）ないし（Ｄ）において破線の波形は点火位置
の進角が開始される回転数未満の低速時の波形を示し、
実線の波形は進角が終了した回転数以上の回転速度領域
における波形を示している。

【０００５】尚図８の横軸のθは機関の回転角を示して
いる。またＢＴＤＣは機関の上死点ＴＤＣよりも位相が
進んでいることを示し、ＡＴＤＣは上死点よりも位相が
遅れていることを示している。

【０００６】図８に示した例では、機関の最大進角位置
θａ　（機関の上死点ＴＤＣから角度θａ　だけ進んだ
位置）で最大進角位置信号Ｐ１　´を発生させ、最小進
角位置θｂ（上死点から角度θｂ　だけ進んだ位置）で
最小進角位置信号Ｐ２　´を発生させる。そして最大進
角位置信号Ｐ１　´が発生した位置から最小進角位置信
号Ｐ２　´が発生した位置までの角度θａ　−θｂ　の
区間を進角範囲として、点火位置の演算を行わせる。機
関の低速時には、最小進角位置θｂ　で点火コイルの１
次電流Ｉ１　を遮断させて点火コイルの２次側に高電圧
Ｖｈ　を発生させ、この高電圧を点火プラグに印加して
点火動作を行わせる。機関の回転数の上昇に伴って点火
位置を進角させ、機関の高速時には最大進角位置θａ　
で点火コイルの１次電流Ｉ１　を遮断させて点火動作を
行わせる。この種の点火位置制御装置により得られる点
火位置の回転数Ｎに対する特性の典型的な例を示すと図
９の通りである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】積分演算と比較演算と
を行って各回転数における点火位置を演算する従来の点
火位置制御方法においては、信号発電機が最大進角位置
信号Ｐ１　´を発生してから最小進角位置信号Ｐ２　´
を発生するまでの角度を進角幅としていたため、進角幅
が信号発電機の構成により決まっていた。そのため、進
角幅が異なる毎に異なる信号発電機を用意する必要があ
り、コストが高くなるのを避けられなかった。また図９
に示したように、機関の低速時の点火位置が一定である
と、機関の性格によっては、機関のアイドリング状態か
らスロットルを短時間開いて戻した場合に、機関の回転
数が低下する過程で負荷が急に重くなると、機関が停止
することがあった。例えば、図９の特性において、Ｎ１
　及びＮ２　をそれぞれ機関の始動回転数及びアイドリ
ング回転数とし、アイドリング状態からスロットルを急
に開いて直ちに戻したとする。このとき機関の回転数は
例えばＮ３　（例えば３０００ｒｐｍ）まで上昇した後
低下していくが、この回転数の低下の過程でたまたまヘ
ッドランプの点灯等により機関の負荷が急に重くなると
、機関の出力が不足してその回転数がＮ２　以下に低下
し、機関が停止することがあった。この現象はスナップ
エンストと呼ばれている。

【０００８】更に従来の制御方法による場合には、図８
（Ｄ）に実線で示したように、機関の逆転時に、上死点
ＴＤＣの近く（角度θｂ　）で点火動作が行われるため
、２サイクル機関の場合には、何等かの原因で機関が逆
転させられたときに逆転状態がそのまま維持される恐れ
があり、危険であった。例えば自動２輪車において、坂
道発進時に機関に逆方向の回転力が加わって機関が逆転
させられた場合に、機関が停止せずに、その逆転状態が
持続することがあり、この場合車両は、いきなり後方に
向けて発進するため、人身事故を引き起こすという危険
があった。

【０００９】本発明の目的は、信号発電機の信号発生間
隔によらずに、回路定数により進角幅を調整できるよう
にして、信号発電機を変更することなく種々の進角幅の
点火特性を得ることができるようにした内燃機関用点火
位置制御方法及びこの方法を実施する点火位置制御装置
を提供することにある。

【００１０】本発明の他の目的は、機関の低速領域で回
転速度の低下に伴って点火位置を進角させることができ
るようにして、スナップエンストが発生するのを防止し
た内燃機関用点火位置制御方法及び装置を提供すること
にある。

【００１１】本発明の更に他の目的は、機関の逆転時の
点火位置を上死点から大幅に遅らせることにより、機関
の逆転状態が継続する恐れをなくすことができるように
した内燃機関用点火位置制御方法及び装置を提供するこ
とにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の点火位置制御方
法では、積分コンデンサを所定の時定数で充電する回路
と該積分コンデンサを所定の時定数で放電させる回路と
を設け、内燃機関の最大進角位置よりも位相が進んだ設
定位置から最大進角位置までの間を前記積分コンデンサ
の充電期間とし、最大進角位置から次の設定位置までの
間を該積分コンデンサの放電期間として該積分コンデン
サの両端に積分電圧を発生させ、この積分電圧が基準電
圧を下回ったときに内燃機関用点火装置に点火位置を定
めるための点火信号を供給する。

【００１３】本発明の点火位置制御方法において、機関
の高速時に点火位置を最大進角位置に固定する場合には
次のようにする。即ち、最大進角位置で上記積分電圧が
基準電圧を下回るようになる設定回転数よりも低い回転
速度領域では、上記積分電圧が基準電圧を下回ったとき
に内燃機関用点火装置に点火位置を定めるための点火信
号を供給し、設定回転数以上の回転速度領域では、最大
進角位置で内燃機関用点火装置に点火信号を供給する。

【００１４】上記の方法において、積分コンデンサの充
電時定数は、最大進角位置よりも前の位置で積分コンデ
ンサの充電電圧が飽和するように設定しても良く、最大
進角位置まで積分コンデンサの充電が継続するように設
定しても良い。

【００１５】上記の方法を実施する本発明の点火位置制
御装置は例えば、内燃機関の回転に同期して機関の最大
進角位置と該最大進角位置よりも位相が進んだ設定位置
とを検出する信号を発生する信号発生装置の出力を入力
として前記設定位置から最大進角位置までの区間第１の
状態を保持し他の区間は第２の状態を保持する制御信号
を発生する制御信号発生回路と、積分コンデンサと制御
信号が第１の状態にある期間を充電期間として積分コン
デンサを所定の時定数で充電する充電回路と制御信号が
第２の状態にある期間を放電期間として積分コンデンサ
を所定の時定数で放電させる放電回路と制御信号が第２
の状態から第１の状態になる際に積分コンデンサの残留
電荷を瞬時に放電させるリセット回路とを有する積分回
路と、積分コンデンサの両端に得られる積分電圧を基準
電圧と比較して該積分電圧が基準電圧を下回ったときに
低中速領域用の第１の点火位置決定信号を発生する第１
の点火位置決定信号発生回路と、最大進角位置で発生し
、次の設定位置までに消滅する高速領域用の第２の点火
位置決定用信号を出力する第２の点火位置決定信号発生
回路と、第１の点火位置決定用信号と第２の点火位置決
定用信号とを入力として両点火位置決定用信号が同時に
存在する条件が成立したときに点火信号を発生する点火
信号発生回路とにより構成することができる。

【００１６】この場合にも、積分コンデンサの充電時定
数は、最大進角位置よりも前の位置で積分コンデンサの
充電電圧が飽和するように設定しても良く、最大進角位
置まで積分コンデンサの充電が継続するように設定して
も良い。

【００１７】信号発生装置としては、誘導子を備えて内
燃機関と同期回転する回転子と、該誘導子により磁束変
化が与えられる磁路に信号コイルを巻回した信号発電子
とにより構成される公知の信号発電機を用いることがで
きる。この場合、機関の最大進角位置よりも位相が進ん
だ設定位置及び最大進角位置でそれぞれ極性が異なるパ
ルス状の信号を発生させるように、回転子と信号発電子
との位置関係を設定しておく。

【００１８】また信号コイルを備えた信号発電機に代え
て、信号発電子側に磁束の変化を検知する素子としてホ
ール素子またはホールＩＣを用いた信号発電機を用いる
こともできる。

【００１９】

【作用】上記のように構成すると、積分電圧は、最大進
角位置より位相が進んだ設定位置から最大進角位置また
は最大進角位置の手前の位置まで一定の傾きで上昇して
最大進角位置から次の設定位置まで一定の傾きで下降す
る波形となる。この積分電圧が基準電圧を下回ったとき
に点火信号を発生させるようにすると、積分電圧は回転
数の上昇に伴う積分時間（積分コンデンサの充電時間）
の短縮に伴って低くなっていき、回転数の上昇に伴って
積分電圧が基準電圧を下回る位相が進んでいくため、回
転数の上昇に伴って点火位置を進角させることができる
。この場合、進角幅は積分定数を調整することにより種
々調整できるため、信号発生装置は種々の点火特性を得
る点火装置に対して共用することができ、信号発生装置
の標準化を図ってコストの低減を図ることができる。

【００２０】また本発明では、積分コンデンサの充電の
仕方により、低速時の点火特性を異ならせることができ
る。即ち、機関の全回転速度領域において設定位置から
最大進角位置まで積分コンデンサに継続的に充電電流を
流すように積分回路の充電時定数を設定しておくと、機
関の低速時から高速時まで点火位置が連続的に進角する
特性が得られる。また最大進角位置の手前の位置で積分
コンデンサの充電電圧が飽和するように積分コンデンサ
の充電時定数を設定しておくと、機関の低速時に積分電
圧が基準電圧を下回るまでの時間が一定になるため、回
転数の上昇に伴って点火位置が遅れる（回転数の低下に
伴って点火位置が進角していく）特性を得ることができ
る。低速時にこのような特性を得るようにしておくと、
機関のアイドリング状態でスロットルが短時間開かれた
後直ちに戻されて、回転数が低下していく過程で負荷が
急に重くなった場合に、点火位置を進角させて機関の出
力を増大させることができるため、機関が停止する（ス
ナップエンストが起る）のを防止することができる。

【００２１】更に上記のように構成すると、機関の逆転
時の点火位置を上死点よりも大幅に遅れた位置に設定す
ることができるため、機関が何等かの原因で逆転させら
れたときに、その逆転状態が継続するのを防ぐことがで
き、安全性を向上させることができる。

【００２２】

【実施例】図１は本発明の点火位置制御方法を実施する
装置の構成例を示したもので、同図において１は信号発
生装置２と、波形整形回路３と、フリップフロップ（Ｆ
／Ｆ）回路４とからなる制御信号発生回路、５は積分回
路、６は基準電圧を発生する基準電圧発生回路、７は第
１の点火位置決定信号発生回路、８は第２の点火位置決
定信号発生回路、９は点火信号出力回路である。

【００２３】信号発生装置２は、内燃機関に取り付けら
れた信号発電機からなっていて、図２（Ａ）に示したよ
うに、内燃機関の回転に同期して機関の最大進角位置よ
りも位相が進んだ設定位置θｏ　を検出する信号Ｐｏ　
と最大進角位置θ４　を検出する信号Ｐ１　とを発生す
る。波形整形回路３は、これらの信号Ｐｏ　及びＰ１　
をパルス波形等の信号処理に適した波形に整形して信号
Ｐｏ　及びＰ１　にそれぞれ対応する信号Ｖｐｏ及びＶ
ｐ１を発生する。

【００２４】フリップフロップ回路４は信号Ｖｐｏ及び
Ｖｐ１によりそれぞれセット及びリセットされて、最大
進角位置よりも位相が進んだ設定位置θｏ　から最大進
角位置θ４までの区間第１の状態（例えば高レベルの状
態）を保持し、他の区間は第２の状態（例えば低レベル
または零レベルの状態）を保持する矩形波状の信号を制
御信号Ｖｑ　（図２Ｂ）として出力する。

【００２５】積分回路５は、積分コンデンサと、制御信
号Ｖｑ　に応じて積分コンデンサを所定の時定数で充電
する充電回路と、制御信号Ｖｑ　に応じて積分コンデン
サを所定の時定数で放電させる放電回路と、制御信号Ｖ
ｑ　が第２の状態から第１の状態に変化する際に積分コ
ンデンサの残留電荷を瞬時に放電させるリセット回路と
を有していて、制御信号が第１の状態を保持している期
間を積分コンデンサの充電期間とし、制御信号が第２の
状態を保持している期間を積分コンデンサの放電期間と
して、積分コンデンサの両端に積分電圧を得る。

【００２６】従って積分回路５の積分コンデンサの両端
には、図２（Ｃ）に示すように、設定位置θｏ　から最
大進角位置θ４　または最大進角位置θ４　の手前の位
置まで所定の傾きで上昇し、最大進角位置θ４　から次
の設定位置θｏ　まで所定の傾きで下降する波形の積分
電圧Ｖｉ　が得られる。

【００２７】基準電圧発生回路６は、低電圧直流電源の
出力電圧を分圧して所定の大きさの基準電圧Ｖｒ　（図
２Ｃ参照）を出力する。第１の点火位置決定信号発生回
路７は、積分回路５の積分コンデンサの両端に得られる
積分電圧Ｖｉ　を基準電圧Ｖｒ　と比較して積分電圧Ｖ
ｉ　が基準電圧Ｖｒ　を下回ったときに第１の点火位置
決定信号Ｖｆ１を発生する。

【００２８】第２の点火位置決定信号発生回路９は、制
御信号Ｖｑ　を入力として、最大進角位置で発生し、次
の設定位置までに消滅する第２の点火位置決定信号Ｖｆ
２を発生する。

【００２９】点火信号出力回路１０は、第１の点火位置
決定信号Ｖｆ１と第２の点火位置決定信号Ｖｆ２とを入
力として両点火位置決定信号が同時に発生している条件
（第１及び第２の点火位置決定信号が共に高レベルの信
号であるときには両点火位置決定信号のアンド条件）が
成立したときに点火信号Ｖｆ　を出力する。

【００３０】ここで、図２（Ｃ）に実線で示したように
、設定位置θｏ　から最大進角位置θ４　まで所定の傾
きで上昇する積分電圧Ｖｉ　はを得たとすると、この積
分電圧は機関の回転数の上昇に伴う充電時間の短縮に伴
って低くなっていくため、該積分電圧が基準電圧Ｖｒ　
を下回る位相は機関の回転数の上昇に伴って進んでいき
、第１の点火位置決定信号が発生する位相は機関の回転
数の上昇に伴って連続的に進んでいく。機関の回転数が
設定値に達すると、最大進角位置で積分電圧が基準電圧
を下回っているようになり、第１の点火位置決定信号は
常に発生している状態になる。

【００３１】従って機関の回転数が設定値以下の低中速
領域では、第１の点火位置決定信号が発生したとき（第
２の点火位置決定信号は既に最大進角位置で発生してい
る。）に第１の点火位置決定信号と第２の点火位置決定
信号とが同時に存在する条件が成立して、点火信号が発
生する。この点火信号は図１には図示しない点火回路に
供給される。点火回路は点火信号が与えられたときに点
火コイルの１次電流を急変させるように制御して、点火
コイルの２次側に点火用の高電圧Ｖｈ　（図２Ｄ）を発
生する。

【００３２】積分電圧が基準電圧を下回った時に発生す
る点火信号の発生位置は回転数の上昇に伴って進角して
いく。回転数が設定値に達し、点火位置が最大進角位置
まで進角した後は、第１の点火位置決定信号が常に発生
している状態になるため、最大進角位置で第２の点火位
置決定信号が発生すると同時に点火信号が発生する。ま
た図２（Ｃ）に破線で示したように、低速時に積分コン
デンサの充電電圧が飽和するように積分回路の回路定数
を設定しておくと、積分コンデンサの充電電圧が飽和し
ている間は、積分電圧Ｖｉ　が基準電圧を下回るまでの
時間が一定になるため、積分電圧Ｖｉ　が基準電圧を下
回る位置は、回転数が高いときほど遅れた位置となる。 従って積分コンデンサの充電電圧が飽和する低速領域に
おいては、回転数の上昇に伴って点火位置が遅れる（回
転数の低下に伴って点火位置が進角する）特性が得られ
る。

【００３３】上記の点火装置により得られる点火位置θ
ｆ　の回転数Ｎに対する特性の一例を図３に示した。図
３において、回転数Ｎ２　以下の破線で示した特性は、
図２（Ｃ）に破線で示したように積分電圧を飽和させた
場合の特性である。

【００３４】上記のように構成すると、進角幅θ４　−
θ２　は信号発生装置の出力信号Ｐｏ　，Ｐ１　の発生
間隔Δθにより決まるのではなく、積分回路の回路定数
と基準電圧の大きさとにより決まる。従って進角幅が異
なる点火特性を得る場合に信号発生装置を共用すること
ができ、信号発生装置の標準化を図ってコストを下げる
ことができる。

【００３５】また上記のように構成すると、機関の低速
時に積分コンデンサの充電電圧を飽和させるように積分
回路の回路定数を設定しておくことにより、低速領域で
回転数の低下に伴って点火位置が進角していく特性を得
ることができるため、前述のスナップエンストが生じる
のを防ぐことができる。

【００３６】例えば図３において、Ｎ１　及びＮ２　を
それぞれ始動回転数及びアイドリング回転数とし、アイ
ドリング状態でスロットルが短時間開かれた後直ちに戻
されたとする。このとき機関の回転数は例えばＮ３　ま
で上昇した後直ちに低下し始める。この回転数が低下す
る過程でヘッドランプの点灯等により機関の負荷が重く
なると、回転数はアイドリング回転数Ｎ２　よりも更に
低くなるが、回転数がアイドリング回転数Ｎ２　以下に
低下すると点火位置が進角するため、機関の出力が増大
し、機関の停止を防止する。これによりスナップエンス
トが生じるのを防ぐことができる。

【００３７】上記の構成において、機関が最大進角位置
で高速回転している状態で何等かの原因で機関が逆転さ
せられたとすると、逆転時の最大進角位置信号Ｐ１　は
θｏ　の位置で発生するため、逆転時の点火位置はθｏ
　の位置となる。従って、信号ＰｏとＰ１　の発生間隔
Δθを十分に大きく設定しておくことにより、機関の逆
転時の点火位置θｏ　を上死点よりも大幅に遅れた位置
に設定することができ、機関の高速運転時に何等かの原
因で機関が逆転させられたときに、その逆転状態が継続
するのを防ぐことができる。

【００３８】内燃機関用点火装置において、コンデンサ
放電式の点火回路が用いられる場合には、点火位置で点
火信号を与えるだけで点火動作を行わせることができる
ため、点火信号は点火位置で立ち上がるパルス状の波形
で良い。

【００３９】しかし、電流遮断形の点火回路が用いられ
る場合には、点火位置よりも位相が進んだ位置で点火電
源コイルに短絡電流を流し、点火位置で該電流を遮断さ
せて高電圧を誘起させる必要があるため、点火信号は、
短絡電流を流し始める位置を定めるための情報と短絡電
流を遮断する位置（点火位置）の情報とを含む信号であ
る必要がある。このような場合には、点火位置決定信号
発生回路８内で所定の演算を行わせることにより、点火
コイルに１次電流を流し始める位置を演算する必要があ
る。この演算の具体例については後述の実施例において
説明する。

【００４０】上記の実施例においては、進角が終了する
回転数以上の回転速度領域で点火信号を与えるために第
２の点火位置決定信号発生回路を設けているが、汎用の
機関においては、低速時から高速時まで点火位置を連続
的に進角させる特性を得れば済む場合がある。このよう
な場合には、第２の点火位置決定信号を発生させずに、
第１の点火位置決定信号のみにより点火信号を与えるよ
うにすればよい。この場合、機関の回転速度が設定値に
達して点火位置が最大進角位置まで進角した時点で点火
信号が得られなくなるため、機関が失火することになる
。従って特別の過回転防止回路を設けずに、機関の過回
転を防止することができる。

【００４１】図４は電流遮断形の内燃機関用点火装置が
用いられる場合に用いる本発明の実施例を示したもので
、同図において図１の各部と同等の部分には同一の符号
を付してある。図４において１０は電流遮断形の点火回
路で、この点火回路は、点火コイルＩＧと、ダーリント
ン接続された１次電流制御用スイッチとしての複合トラ
ンジスタＴ１　と、点火位置でトランジスタＴＲ１　を
遮断させる遮断制御用スイッチとしてのトランジスタＴ
２　と、抵抗Ｒ１　と、機関の気筒に取付けられた点火
プラグＰＬとからなっている。点火コイルＩＧの１次コ
イルの一端と２次コイルの一端とが共通接続され、その
共通接続点が負極を接地したバッテリ（図示せず。）の
正極端子に接続されている。従ってトランジスタＴＲ１
　のコレクタエミッタ間回路と点火コイルの１次コイル
との直列回路の両端にバッテリの電圧Ｅｂ　が印加され
ている。

【００４２】この点火回路において、トランジスタＴ２
　のベースに点火信号Ｖｆ　が与えられていないときに
は、直流電源から抵抗Ｒ１　を通してトランジスタＴ１
　にベース電流が与えられて該トランジスタＴ１　が導
通する。トランジスタＴ１　が導通するとバッテリから
点火コイルの１次コイルとトランジスタＴ１　のコレク
タエミッタ間とを通して短絡電流（１次電流）ｉ１　が
流れる。トランジスタＴ２　のベースに点火信号Ｖｆ　
が与えられると、該トランジスタＴ２　が導通するため
、トランジスタＴ１　のベース電位がほぼ接地電位まで
低下させられてトランジスタＴ１　が遮断状態にされる
。これにより点火コイルの１次電流ｉ１　が遮断され、
点火コイルの１次コイルに、１次電流ｉ１　を流し続け
ようとする極性の高い電圧が誘起する。この電圧が点火
コイルにより更に昇圧されるため、点火コイルＩＧの２
次コイルに点火用の高電圧Ｖｈ　が誘起する。この高電
圧は点火プラグＰＬに印加されるため、該点火プラグに
火花が生じて機関が点火される。

【００４３】信号発生装置は、内燃機関に取付けられた
誘導子形の信号発電機からなり、該信号発電機の信号コ
イル２ａは、図５（Ａ）に示したように、機関の設定回
転角度位置（設定位置）θｏ　及び最大進角位置θ４　
でそれぞれ極性が異なるパルス状の信号Ｐｏ　及びＰ１
　を発生する。図示の例では信号Ｐｏ　が正極性、信号
Ｐ１　が負極性となっている。ここでθ４　は内燃機関
の最大進角位置に一致するように設定されている。信号
Ｐｏ　，Ｐ１　の発生間隔Δθ＝θｏ　−θ４　は、信
号発電機の誘導子の極弧角に相当している。尚図５にお
いてθｏ　，θ４　等の角度は機関の上死点ＴＤＣを基
準にして進角側に測っている。

【００４４】波形整形回路３は、トランジスタＴ３　と
、ダイオードＤ１ないしＤ３　と、抵抗Ｒ２　ないしＲ
５　とコンデンサＣ１　及びＣ２　とからなっている。 信号コイル２ａが正極性の信号Ｐｏ　を発生すると、こ
の信号Ｐｏ　がコンデンサＣ１　の両端の電圧を超えて
いる短い期間（信号Ｐｏ　が所定のスレショールドレベ
ル以上になっている期間）抵抗Ｒ２　を通してパルス信
号Ｖｐｏが出力される。また信号Ｐ１　が入力されると
、該信号Ｐ１　がコンデンサＣ２　の両端の電圧を超え
ている短い期間（信号Ｐ１　が所定のスレショールドレ
ベルレベル以上になっている期間）ダイオードＤ３と抵
抗Ｒ３　とダイオードＤ２　とを通して電流が流れる。 このときダイオードＤ３の両端の順方向電圧降下により
トランジスタＴ３　のベースエミッタ間が逆バイアスさ
れ、トランジスタＴ３　が遮断状態にされる。トランジ
スタＴ３　が遮断状態になっている短時間の間該トラン
ジスタＴ３　のコレクタの電位がほぼ電源電圧まで上昇
する。従って信号Ｐ１　が発生したときにトランジスタ
Ｔ３　のコレクタにパルス信号Ｖｐ１が得られる。

【００４５】フリップフロップ回路４は、トランジスタ
Ｔ４　ないしＴ６と、抵抗Ｒ６　と、コンデンサＣ３　
とからなっている。波形整形回路３からパルス信号Ｖｐ
ｏが与えられると、トランジスタＴ４　が導通するため
トランジスタＴ５　が導通し、図示しない直流電源回路
からトランジスタＴ５　を通してコンデンサＣ３　が瞬
時に充電される（フリップフロップ回路がセットされる
）。波形整形回路３が、パルス信号Ｖｐ１を発生すると
、トランジスタＴ６　が導通状態になるため、コンデン
サＣ３　の電荷が該トランジスタＴ６　を通して瞬時に
放電する（フリップフロップ回路がリセットされる）。 従ってコンデンサＣ３　の両端には、図５（Ｂ）に示す
ように、設定位置θｏ　から最大進角位置θ４　まで高
レベル状態（第１の状態）を保持し、最大進角位置θ４
　から次の設定位置θｏまで低レベルの状態（第２の状
態）を保持する矩形波状の制御信号Ｖｑ　が得られる。

【００４６】積分回路５は、トランジスタＴ７　と、比
較器ＣＭ１　と、ダイオードＤ４　と、制御信号を微分
するためのコンデンサＣ４　と、積分コンデンサＣ５　
と、抵抗Ｒ７　ないしＲ１１とからなっている。この積
分回路５においては、ダイオードＤ４　と抵抗Ｒ１１と
により、制御信号Ｖｑ　が高レベルの状態（第１の状態
）にある期間を充電期間として積分コンデンサＣ５　を
一定の時定数で充電する充電回路が構成され、比較器Ｃ
Ｍ１　と抵抗Ｒ８　ないしＲ１０とにより、制御信号Ｖ
ｑ　が低レベルの状態（第２の状態）にある期間を放電
期間として積分コンデンサＣ５　を一定の時定数で放電
させる放電回路が構成されている。 またトランジスタＴ７　とコンデンサＣ４と抵抗Ｒ７　
とにより、積分コンデンサのリセット回路が構成されて
いる。この積分回路の動作は次の通りである。

【００４７】制御信号Ｖｑ　が発生すると、その立上が
りでコンデンサＣ４　を通してトランジスタＴ７　に瞬
時的にベース電流が与えられるため、リセット回路を構
成するトランジスタＴ７　が瞬時的に導通し、積分コン
デンサＣ５　を瞬時に放電させる。積分コンデンサＣ５
　が放電した後トランジスタＴ７　は遮断状態に戻る。 制御信号Ｖｑが発生している期間は比較器ＣＭ１　の非
反転入力端子（＋端子）に与えられている制御信号Ｖｑ
　のレベルが抵抗Ｒ９　の両端に得られる設定電圧より
も高いため、比較器ＣＭ１　の出力段は遮断状態になっ
ている。そのため、制御信号Ｖｑ　が発生している期間
コンデンサＣ５　が抵抗Ｒ１０と比較器ＣＭ１　の出力
段とを通しては放電することはない。トランジスタＴ７
　が遮断すると、制御信号Ｖｑ　によりダイオードＤ４
　と抵抗Ｒ１１とを通して積分コンデンサＣ５　が所定
の時定数で図示の極性に充電される。従って積分コンデ
ンサＣ５　の両端の積分電圧Ｖｉ　は、制御信号Ｖｑ　
が発生している期間、図５に示すように上昇していく。 この積分電圧の波形は、機関の回転数がＮ１　からＮ４
　（Ｎ１　＜Ｎ２　＜Ｎ３　＜Ｎ４　）へと変化するの
に伴って図示のように変化する。この例では、図５（Ｃ
）に示した回転数Ｎ１　の時の積分電圧に見られるよう
に、機関の低速時に、制御信号Ｖｑ　が消滅する前に積
分コンデンサＣ５の充電電圧が飽和するように、積分コ
ンデンサＣ５　の充電時定数が設定されている。

【００４８】最大進角位置θ４　で制御信号Ｖｑ　が消
滅すると、比較器ＣＭ１　の出力段が導通状態になり、
該比較器ＣＭ１　の出力端子が接地につながるため、積
分コンデンサＣ５　の電荷が抵抗Ｒ１０と比較器ＣＭ１
　の出力段とを通して一定の時定数で放電していく。従
って積分電圧Ｖｉ　は図５（Ｃ）に見られるように、最
大進角位置θ４から次の設定位置θｏ　まで所定の傾き
で下降していく。設定位置で制御信号Ｖｑが発生すると
前述の動作によりトランジスタＴ７　が瞬時的に導通し
てコンデンサＣ５　を放電させるため、積分電圧Ｖｉ　
は零に戻る。

【００４９】基準電圧発生回路６は、抵抗Ｒ１２及びＲ
１３からなり、電源電圧を分圧して抵抗Ｒ１３の両端に
基準電圧Ｖｒ　を発生する。

【００５０】第１の点火位置決定信号発生回路７は比較
器ＣＭ２　からなり、比較器ＣＭ２　は積分電圧Ｖｉ　
が基準電圧Ｖｒ　を下回ったときに高レベルの第１の点
火位置決定信号Ｖｆ１を発生する。

【００５１】機関の回転数が低い時（例えばＮ１　の時
）には、積分コンデンサの充電電圧が飽和しているため
、該積分電圧Ｖｉ　が基準電圧Ｖｒ　を下回るまでの時
間は一定になる。そのため積分電圧Ｖｉ　が基準電圧を
下回る位置は、回転数の上昇に伴って遅れていく。回転
数が上昇していくと、積分コンデンサを充電する時間が
短くなっていくため、回転数がある回転数Ｎ２まで上昇
すると、積分コンデンサの充電電圧は飽和しなくなる。 この回転数から更に回転数が上昇していくと、積分コン
デンサの充電時間が短くなっていくため、積分電圧Ｖｉ
　のピーク値が低くなっていき、積分電圧Ｖｉ　が基準
電圧Ｖｒ　を下回る位置（低中速領域での点火位置）が
進んでいく。

【００５２】第２の点火位置決定信号発生回路８は、ト
ランジスタＴ８　及びＴ９　と、比較器ＣＭ３　と、信
号微分用コンデンサＣ６　及びＣ８　と、積分コンデン
サＣ７　及びＣ９と、抵抗Ｒ１４ないしＲ１８と、ダイ
オードＤ５　とからなり、波形整形回路３から得られる
信号Ｖｐ１がコンデンサＣ６　を通してトランジスタＴ
８　のベースに与えられている。

【００５３】第２の点火位置決定信号発生回路８におい
て、最大進角位置で波形整形回路３から信号Ｖｐ１が発
生すると、コンデンサＣ６　を通してトランジスタＴ８
　に瞬時的にベース電流が与えられるため、該トランジ
スタＴ８　が瞬時的に導通して積分コンデンサＣ７　の
電荷がトランジスタＴ８　を通して瞬時に放電する。そ
の後電源電圧により抵抗Ｒ１５を通してコンデンサＣ７
　が一定の時定数で充電される。従って、積分コンデン
サＣ７　の両端には、図５（Ｅ）に示した通りの積分電
圧Ｖｃ１が得られる。

【００５４】また設定位置θｏ　で制御信号Ｖｑ　が立
ち上がったときに、抵抗Ｒ１６とコンデンサＣ８　とを
通してトランジスタＴ９　にベース電流が与えられる。 これにより、トランジスタＴ９　が導通して、積分コン
デンサＣ９　を放電させる。設定位置で制御信号Ｖｑ　
が発生してから一定の時間が経過すると、積分コンデン
サＣ８　の充電が終了するためトランジスタＴ９　が遮
断状態になる。そのため制御信号Ｖｑ　によりダイオー
ドＤ５　と抵抗Ｒ１８とを通して、積分コンデンサＣ９
が図示の極性に充電される。従って、積分コンデンサＣ
９　の両端には図５（Ｅ）に示したような波形の積分電
圧Ｖｃ２が得られる。

【００５５】上記の積分電圧Ｖｃ１及びＶｃ２は、比較
器ＣＭ３　に入力されて比較される。比較器ＣＭ３　は
、図５（Ｆ）に示したように、積分電圧Ｖｃ２が積分電
圧Ｖｃ１を超えたときに高レベルに立上がり、積分電圧
Ｖｃ２が積分電圧Ｖｃ１を下回ったときに低レベルに立
ち下がる第２の点火位置決定信号Ｖｆ２を出力する。第
２の点火位置決定信号Ｖｆ２の立上がり位置は常に最大
進角位置θ４　に一致しているが、その立ち下がり位置
は回転数の上昇に伴って進んでいく。この第２の点火位
置決定信号Ｖｆ２の立上がりが高速時の点火位置を決定
するための信号として用いられる。また該信号の立ち下
がりが点火コイルに１次電流を流し始める位置を決定す
るための信号として用いられる。

【００５６】点火信号出力回路９は、上記比較器ＣＭ２
　の出力端子と比較器ＣＭ３　の出力端子とをアンド回
路を構成するように共通接続する回路と、両比較器の出
力端子の共通接続点を直流電源に接続する抵抗Ｒ１９と
からなっている。この点火信号出力回路は、図５（Ｇ）
に示したように、第１の点火位置決定信号Ｖｆ１と第２
の点火位置決定信号Ｖｆ２とが同時に存在する条件が成
立したときに立上がり、該条件が消滅したときに立ち下
がる点火信号Ｖｆ　を出力する。この点火信号Ｖｆ　の
立上がり位置（点火位置）は、機関の回転数が設定値Ｎ
２　以下のときには回転数の上昇に伴って遅れていき、
回転数が設定値Ｎ２　を超える領域では、回転数の上昇
に伴って進んでいく。回転数が設定値Ｎ４　を超えると
点火信号Ｖｆ　の立上がり位置が最大進角位置θ４　に
固定される。点火信号の立ち下がり位置（１次電流が流
れ始める位置）は、回転数の上昇に伴って進んでいく。

【００５７】上記点火信号Ｖｆ　が点火回路１０のトラ
ンジスタＴ２　のベースに与えられると、該トランジス
タＴ２　が導通状態になるため、トランジスタＴ１　が
遮断状態になり、これにより、図５（Ｈ）に示したよう
に１次電流ｉ１　が遮断されて、点火コイルの２次コイ
ルに図５（Ｉ）に示す高電圧Ｖｈ　が誘起する。この高
電圧が点火プラグＰＬに印加されるため、該点火プラグ
に火花が生じて機関が点火される。点火信号Ｖｆ　が消
滅するとトランジスタＴ２　が遮断状態になるため、ト
ランジスタＴ１　が導通して点火コイルに１次電流が流
れる。点火コイルに１次電流が流れ始める位置は回転数
の上昇に伴って進んでいくため、高速回転時に１次電流
が流れる時間が短くなり過ぎるのを防いで、高速時の点
火性能を確保することができる。

【００５８】上記の実施例では機関の低速時に回転数の
上昇に伴って点火位置が遅れる特性を得るようにしたが
、低速時に積分コンデンサの充電電圧が飽和しないよう
に回路定数を設定しておくと、低速時から回転数の上昇
に伴って点火位置が進角する特性を得ることができる。

【００５９】図６はコンデンサ放電式の点火回路１１が
用いられる場合に適用する本発明の実施例を示したもの
で、図６において図４の各部と同等の部分には同一の符
号を付してある。

【００６０】点火回路１１は点火コイルＩＧと、点火プ
ラグＰＬと、点火エネルギー蓄積用コンデンサＣ１０と
、ダイオードＤ１１，Ｄ１２と、サイリスタＳ１　と、
コンデンサＣ１０に充電電流を供給して該コンデンサＣ
１０を図示の極性に充電するコンデンサ充電用電源回路
（図示せず。）とからなる周知の回路である。

【００６１】この点火回路において、点火エネルギー蓄
積用コンデンサＣ１０は、内燃機関に取付けられた磁石
発電機内に設けられたエキサイタコイル等を電源とする
図示しない電源回路により図示の極性に充電される。こ
の充電電流は電源回路→コンデンサＣ１０→ダイオード
Ｄ１１及び点火コイルの１次コイル→電源回路の経路で
流れる。機関の点火位置でサイリスタＳ１　に点火信号
Ｖｆ　が与えられると該サイリスタが導通してコンデン
サＣ１０の電荷を点火コイルの１次コイルに放電させる
。これにより点火コイルの鉄心で大きな磁束変化が生じ
るため、点火コイルの２次コイルに高電圧が生じ、点火
プラグＰＬに火花が飛ぶ。

【００６２】このようなコンデンサ放電式の点火回路が
用いられる場合には、機関の点火位置でサイリスタＳ１
　にパルス状の点火信号を与えれば良い。従ってこの場
合には、点火コイルの１次電流の導通開始位置を定める
ための演算は必要とせず、第２の点火位置決定信号発生
回路は、最大進角位置で発生し、次の設定位置までに消
滅する第２の点火位置決定信号を発生すればよい。

【００６３】そのためこの実施例では、比較器ＣＭ３　
と、電源電圧を分圧する抵抗Ｒ２０及びＲ２１とにより
第２の点火位置決定信号発生回路８´が構成され、制御
信号Ｖｑ　が比較器ＣＭ４　の反転入力端子（−端子）
に、また抵抗Ｒ２１の両端に得られる参照電圧が比較器
ＣＭ４　の非反転入力端子にそれぞれ入力されている。

【００６４】更に点火信号出力回路９は、比較器ＣＭ２
　とＣＭ３　の出力端子の共通接続点の電位が高レベル
に立上がったときにパルス状の点火信号Ｖｆ　を出力す
る微分用のコンデンサＣ１１を備えている。その他の構
成は図４の実施例と同様である。この実施例の各部の電
圧または電流波形を図７（Ａ）ないし（Ｈ）に示した。

【００６５】図４の実施例において、比較器ＣＭ３　は
、図７（Ｅ）に示したように、最大進角位置で制御信号
Ｖｑ　が立ち下がると同時に高レベルに立上がり、設定
位置で制御信号Ｖｑ　が立ち上がると零に立ち下がる矩
形波状の第２の点火位置決定信号Ｖｆ２を出力する。

【００６６】回転数がＮ４　以下の領域では、第１の点
火位置決定信号Ｖｆ１が発生したときに第１の点火位置
決定信号Ｖｆ１と第２の点火位置決定信号Ｖｆ２とが同
時に存在する条件が成立するため、第１の点火位置決定
信号Ｖｆ１の発生位置で比較器ＣＭ２　の出力端子と比
較器ＣＭ３　の出力端子の共通接続点に図７（Ｆ）に示
すような矩形波状の信号Ｖｆ’が発生し、この信号Ｖｆ
　´の立上がりでコンデンサＣ１１を通して点火信号Ｖ
ｆ　（図７Ｇ）が出力される。

【００６７】回転数がＮ４　を超える領域では、第１の
点火位置決定信号Ｖｆ１が高レベルの状態を保持するた
め、最大進角位置で第２の点火位置決定信号Ｖｆ２が発
生すると同時に点火信号Ｖｆ　が発生する。

【００６８】上記の実施例では、制御信号Ｖｑ　が設定
位置から最大進角位置の間高レベルを保持し、最大進角
位置から次の設定位置までの間低レベルを保持するよう
にしたが、この制御信号は、設定位置から最大進角位置
までの区間と他の区間とを区別し得る信号であれば良く
、積分回路等の構成によっては、設定位置から最大進角
位置までの間低レベルを保持し、最大進角位置から次の
設定位置までの間高レベルを保持する信号であってもよ
い。即ち、制御信号は、設定位置から最大進角位置まで
の間第１の状態を保持し、最大進角位置から次の設定位
置までの間第２の状態を保持する信号であればよい。

【００６９】また上記の実施例では、第１の点火位置決
定信号及び第２の点火位置決定信号を共に高レベルの信
号としたが、これらの信号を入力とする後段の回路の構
成によっては、これらの信号を低レベルの信号としたり
、互いに極性が異なる信号としたりすることができる。

【００７０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、最大進
角位置より位相が進んだ設定位置から最大進角位置また
は最大進角位置の手前の位置まで一定の傾きで上昇して
最大進角位置から次の設定位置まで一定の傾きで下降す
る波形の積分電圧を得て、この積分電圧が基準電圧を下
回ったときに進角特性を得る点火信号を発生させるよう
にしたので、積分定数を調整することにより進角幅を種
々調整することができる。従って、種々の点火特性を得
る点火装置に対して信号発生装置を共用することができ
、信号発生装置の標準化を図ってコストの低減を図るこ
とができる。

【００７１】また本発明では、積分コンデンサの充電の
仕方により、低速時の点火特性を異ならせることができ
る。即ち、機関の全回転速度領域において設定位置から
最大進角位置まで積分コンデンサに継続的に充電電流を
流すように積分回路の充電時定数を設定しておくことに
より、機関の低速時から高速時まで点火位置が連続的に
進角する特性を得ることができ、また最大進角位置の手
前の位置で積分コンデンサの充電電圧が飽和するように
積分コンデンサの充電時定数を設定しておくことにより
、低速時に回転数の上昇に伴って点火位置が遅れる（回
転数の低下に伴って点火位置が進角していく）特性を得
ることができる。低速時にこのような特性を得るように
しておくと、機関のアイドリング状態でスロットルが短
時間開かれた後直ちに戻されて、回転数が低下していく
過程で負荷が急に重くなった場合に、点火位置を進角さ
せて機関の出力を増大させることができるため、機関が
停止するのを防止することができる。

【００７２】更に本発明によれば、機関が逆転した時の
点火位置を上死点よりも大幅に遅れた位置に設定するこ
とができるため、機関が運転中に何等かの原因で逆転さ
せられたときに、その逆転状態が継続するのを防ぐこと
ができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の制御方法を実施する装置の構成例を示
すブロック図である。

【図２】（Ａ）ないし（Ｄ）は本発明の制御方法を説明
するための信号波形図である。

【図３】本発明により得られる点火特性の一例を示した
線図である。

【図４】図１の装置の各部を具体的にした実施例を示し
た回路図である。

【図５】（Ａ）ないし（Ｉ）は図４の各部の電圧または
電流の波形を波形図である。

【図６】図１の装置の各部を具体的にした他の実施例を
示した回路図である。

【図７】（Ａ）ないし（Ｈ）は図４の各部の電圧または
電流の波形を波形図である。

【図８】（Ａ）ないし（Ｄ）は従来の点火位置制御方法
を説明するための信号波形図である。

【図９】従来の点火位置制御方法により得られる点火特
性を示した線図である。

【符号の説明】

１…制御信号発生回路、２…信号発生装置、４…フリッ
プフロップ回路、５…積分回路、６…基準電圧発生回路
、７…第１の点火位置決定信号発生回路、８…第２の点
火位置決定信号発生回路、９…点火信号出力回路。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　積分コンデンサを所定の時定数で充電
   する回路と該積分コンデンサを所定の時定数で放電させ
   る回路とを設け、内燃機関の最大進角位置よりも位相が
   進んだ設定位置から最大進角位置までの間を前記積分コ
   ンデンサの充電期間とし、最大進角位置から次の設定位
   置までの間を該積分コンデンサの放電期間として該積分
   コンデンサの両端に積分電圧を発生させ、前記積分電圧
   が基準電圧を下回ったときに内燃機関用点火装置に点火
   位置を定めるための点火信号を供給することを特徴とす
   る内燃機関用点火位置制御方法。
2. 【請求項２】　　積分コンデンサを所定の時定数で充電
   する回路と該積分コンデンサを所定の時定数で放電させ
   る回路とを設け、内燃機関の最大進角位置よりも位相が
   進んだ設定位置から最大進角位置までの間を前記積分コ
   ンデンサの充電期間とし、最大進角位置から次の設定位
   置までの間を該積分コンデンサの放電期間として該積分
   コンデンサの両端に積分電圧を発生させ、最大進角位置
   で前記積分電圧が基準電圧を下回るようになる設定回転
   数よりも低い回転速度領域では、前記積分電圧が基準電
   圧を下回ったときに内燃機関用点火装置に点火位置を定
   めるための点火信号を供給し、前記設定回転数以上の回
   転速度領域では、最大進角位置で内燃機関用点火装置に
   点火信号を供給することを特徴とする内燃機関用点火位
   置制御方法。
3. 【請求項３】　　前記最大進角位置よりも前の位置で前
   記積分コンデンサの充電電圧が飽和するように前記積分
   コンデンサの充電時定数が設定されていることを特徴と
   する請求項１または２のいずれかに記載の内燃機関用点
   火位置制御方法。
4. 【請求項４】　　内燃機関の点火位置を定める点火信号
   の発生位置を内燃機関の回転数に応じて制御する点火位
   置制御装置において、内燃機関の回転に同期して機関の
   最大進角位置と該最大進角位置よりも位相が進んだ設定
   位置とを検出する信号を発生する信号発生装置の出力を
   入力として、前記設定位置から最大進角位置までの区間
   第１の状態を保持し、他の区間は第２の状態を保持する
   制御信号を発生する制御信号発生回路と、積分コンデン
   サと、前記制御信号が第１の状態にある期間を充電期間
   として積分コンデンサを所定の時定数で充電する充電回
   路と、前記制御信号が第２の状態にある期間を放電期間
   として前記積分コンデンサを所定の時定数で放電させる
   放電回路と、前記制御信号が第２の状態から第１の状態
   になる際に積分コンデンサの残留電荷を瞬時に放電させ
   るリセット回路とを有する積分回路と、前記積分コンデ
   ンサの両端に得られる積分電圧を基準電圧と比較して該
   積分電圧が基準電圧を下回ったときに第１の点火位置決
   定信号を発生する第１の点火位置決定信号発生回路と、
   前記最大進角位置で発生し、次の設定位置までに消滅す
   る第２の点火位置決定信号を出力する第２の点火位置決
   定信号発生回路と、前記第１の点火位置決定信号と第２
   の点火位置決定信号とを入力として両点火位置決定信号
   が同時に存在する条件が成立したときに前記点火信号を
   出力する点火信号出力回路とを具備したことを特徴とす
   る内燃機関用点火位置制御装置。
5. 【請求項５】前記最大進角位置よりも前の位置で前記積
   分コンデンサの充電電圧が飽和するように前記積分コン
   デンサの充電時定数が設定されていることを特徴とする
   請求項４に記載の内燃機関用点火位置制御装置。