JPH0581754B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は点火時期を電子的に制御するようにし
た内燃機関用点火装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、内燃機関の各気筒の所定位置（例えば上
死点）ごとに周期的にくり返される交流信号を波
形整形して回転数の上昇と共に前縁が点火時期の
進角側に移動する基準パルス信号を得、内燃機関
の負荷の大きさおよび機関回転数から目標とする
点火時期を、時間演算して基準パルス信号の前縁
よりの経過した時点で決定することにより、簡単
な構成で点火時期を制御するものが知られている
（例えば、特開昭57−195867号公報）。

また従来、基準パルス信号を得るために、コン
デンサを充放電してこのコンデンサの放電時定数
に応じて波形整形回路のスレツシユホールド電圧
を変化させることも知られている。（例えば特開
昭58−188923号公報）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、上述した従来の前者のものでは、基
準パルス信号を得るための波形整形回路のスレツ
シユホールド電圧が基本的に一定であるので、機
関回転数に対応して波高値が変化する信号発生器
の交流信号に対し、低速から高速にわたつて所望
のデユテイ比の基準パルス信号を得ることができ
ないという問題があつた。

また、上述した従来の後者のものでは、コンデ
ンサの放電時定数に応じて波形整形回路のスレツ
シユホールド電圧が変化するので、低速から高速
にわたつて所望のデユテイ比の基準パルス信号を
得ることはある程度可能であるが、コンデンサの
充放電電流によつて直接的に波形整形回路のスレ
ツシユホールド電圧を決めているので、所望のス
レツシユホールド電圧を得るのが困難で、特に中
高速時のスレツシユホールド電圧の設定を一定に
するのが望ましいが、この設定が任意にできない
という問題があつた。

そこで本発明は、波形整形回路のスレツシユホ
ールド電圧を良好に任意に設定することができる
ことを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕 そのため本願の第１番目の発明は、内燃機関の
回転と同期して各気筒の所定回転位置ごとに周期
的にくり返される交流信号を発生する信号発生器
と、この信号発生器の交流信号を波形整形して機
関回転数の上昇と共に前縁が点火時期の進角側に
移動する基準パルス信号を出力する波形整形回路
と、この波形整形回路の基準パルス信号が入力さ
れ、この基準パルス信号の前縁を基準にして点火
時期を電子的に制御する電子式点火時期制御回路
とを備え、前記波形整形回路は、この波形整形回
路の基準パルス信号の前縁から後縁までの間に所
定電圧まで充電されるコンデンサと、前記波形整
形回路の基準パルス信号の後縁より前記コンデン
サの充電電圧を次第に放電させるための放電回路
と、前記コンデンサの充電電圧を検出し、このコ
ンデンサの充電電圧に応じた直流出力を発生する
直流出力発生回路と、この直流出力発生回路に発
生する直流出力をあらかじめ定められた値にクラ
ンプするクランプ回路と、このクランプ回路によ
りクランプされた直流出力を前記波形整形回路の
入力側に帰還する帰還回路と、前記波形整形回路
の基準パルス信号の前縁から後縁までの期間前記
帰還回路による帰還を停止するための帰還停止回
路とを含んでなる内燃機関用点火装置を提供する
ものである。

さらに本願の第２番目の発明は、内燃機関の回
転と同期して各気筒の所定回転位置ごとに周期的
にくり返される交流信号を発生する信号発生器
と、この信号発生器の交流信号を波形整形して機
関回転数の上昇と共に前縁が点火時期の進角側に
移動する基準パルス信号を出力する波形整形回路
と、この波形整形回路の基準パルス信号が入力さ
れ、この基準パルス信号の前縁を基準にして点火
時期を電子的に制御する電子式点火時期制御回路
とを備え、前記波形整形回路は、前記信号発生器
の交流信号を入力して前記波形整形回路の出力と
なる基準パルス信号を発生するコンパレータと、
このコンパレータの基準パルス信号の前縁から後
縁までの間に所定電圧まで充電されるコンデンサ
と、前記コンパレータの基準パルス信号の後縁よ
り前記コンデンサの充電電圧を次第に放電させる
ための放電回路と、前記コンデンサの充電電圧を
検出し、このコンデンサの充電電圧に応じた直流
出力を発生する直流出力発生回路と、この直流出
力発生回路に発生する直流出力をあらかじめ定め
られた値にクランプするクランプ回路と、このク
ランプ回路によりクランプされた直流出力を前記
コンパレータの入力側に帰還する帰還回路と、前
記コンパレータの基準パルス信号の前縁から後縁
までの期間前記帰還回路による帰還を停止するた
めの帰還停止回路と、前記コンパレータの作動レ
ベルにヒステリシス特性を持たせるための固定ヒ
ステリシス回路と、前記コンパレータの入力側
に、前記コンパレータの基準パルス信号の前縁お
よび後縁の両切替り時において、切替り直後が最
大となりその後徐々に減少するバイアスを、それ
らの切替りを助長する方向に交互に加えるポンプ
アツプ回路とを含んでなる内燃機関用点火装置を
提供するものである。

さらに本願の第３番目の発明は、内燃機関の回
転と同期して各気筒の所定回転位置ごとに周期的
にくり返される交流信号を発生する信号発生器
と、この信号発生器の交流信号を波形整形して機
関回転数の上昇と共に前縁が点火時期の進角側に
移動する基準パルス信号を出力する波形整形回路
と、この波形整形回路の基準パルス信号が入力さ
れ、この基準パルス信号の前縁を基準にして点火
時期を電子的に制御する電子式点火時期制御回路
と、前記波形整形回路の基準パルス信号と前記電
子式点火時期制御回路の出力信号とが入力され、
前記波形整形回路の基準パルス信号と共に前記電
子式点火時期制御回路にパルス信号が発生してい
る場合には電子式点火時期制御回路のパルス信号
を点火信号として選択し、前記波形整形回路の基
準パルス信号発生時に前記電子式点火時期制御回
路の出力信号が低レベルを維持し続けたとき、お
よび高レベルを維持し続けたときには前記波形整
形回路の基準パルス信号を点火信号として選択す
るためのバツクアツプ回路とを備え、前記波形整
形回路は、この波形整形回路の基準パルス信号の
前縁から後縁までの間に所定電圧まで充電される
コンデンサと、前記波形整形回路の基準パルス信
号の後縁より前記コンデンサの充電電圧を次第に
放電させるための放電回路と、前記コンデンサの
充電電圧を検出し、このコンデンサの充電電圧に
応じた直流出力を発生する直流出力発生回路と、
この直流出力発生回路に発生する直流出力をあら
かじめ定められた値にクランプするクランプ回路
と、このクランプ回路によりクランプされた直流
出力を前記波形整形回路の入力側に帰還する帰還
回路と、前記波形整形回路の基準パルス信号の前
縁から後縁までの期間前記帰還回路による帰還を
停止するための帰還停止回路とを含んでなる内燃
機関用点火装置を提供するものである。

〔作用〕

これにより、本願の第１番目の発明によれば、
波形整形回路の基準パルス信号の前縁から後縁ま
での間に所定電圧までコンデンサが予め充電さ
れ、このコンデンサの充電電圧が、基準パルス信
号の後縁より放電回路によつて次第に放電され
る。そして、このコンデンサの充電電圧に応じた
直流出力が直流出力発生回路により取出され、こ
の直流出力を帰還回路を介して波形整形回路の入
力側に帰還して波形整形回路のスレツシユホール
ド電圧を制御すると共に、直流出力発生回路に発
生する直流出力がクランプ回路によりクランプさ
れる。従つて、コンデンサの充電電圧が放電回路
により放電されて、クランプ回路によつて設定さ
れたクランプ電圧に対応した値になるまで直流出
力発生回路の直流出力は一定値にクランプされ、
その後、次第に減少する。また、基準パルス信号
の前縁から後縁までの期間、帰還回路により帰還
を停止する。これによつて、波形整形回路のスレ
ツシユホールド電圧は、基準パルス信号の後縁よ
り所定時間の間一定値に保持されその後次第に減
少する電圧となる。

さらに、本願の第２番目の発明によれば、上述
した第１番目の発明の作用に加えて、波形整形回
路の基準パルス信号を作成するコンパレータに固
定ヒステリシス回路によりヒステリシス特性を持
たせると共に、基準パルス信号の前縁および後縁
の両切替り時において、切替り直後が最大とな
り、その後、徐々に減少するバイアスが、それら
の切替りを助長する方向にポンプアツプ回路によ
りコンパレータの入力側に交互に加えられる。こ
れによつて、第１番目の発明に記載した作用によ
つて基準パルス信号のデユテイ比が決まり、固定
バイアス回路によつて、コンパレータの作動レベ
ルのヒステリシスが決まり、かつポンプアンプ回
路によつて、信号発生器の交流信号に対するノイ
ズ信号によるコンパレータの誤動作防止機構が決
まる。

また、本願の第３番目の発明によれば、前述し
た第１番目の発明の作用に加えて、電子式点火時
期制御回路の出力信号が低レベルを維持し続けた
とき、および高レベルを維持し続けたときには波
形整形回路の基準パルス信号が点火信号としてバ
ツクアツプ回路により選択される。

〔実施例〕

以下本発明を図に示す実施例により説明する。
第２図はその全体のブロツク図であり、１は図示
しないデイストリビユータに内蔵された電磁ピツ
クアツプよりなる信号発生器であり、この信号発
生器１を構成する図示しないピツクアツプコイル
に各気筒の上死点（TDC）毎に周期的にくり返
され回転数の上昇とともに波高値が高くなる第４
図１のＡに示す基準位置信号を発生する。この基
準位置信号は一方の方向に急峻に変化する傾斜部
分と他方の方向にゆるやかに変化する傾斜部分と
を有する交流信号よりなる。２は点火装置であ
り、信号発生器１の交流信号を波形整形する波形
整形回路１００、波形整形回路１００の基準パル
ス信号と電気的コントロールユニツト（ECU）
３からの出力信号とのどちらか一方を選択してど
ちらの信号を次段の回路に伝えるかの判断及び切
替を行うバツクアツプ回路２００、バツクアツプ
回路２００の出力信号を基準に点火コイル４の通
電時間が最適となるよう通電時間を制御する閉角
度制御回路３００、この閉角度制御回路３００の
出力信号によつてパワートランジスタ５００を制
御する出力回路４００、この出力回路４００の出
力信号によつて点火コイル４の１次電流を制御す
るパワートランジスタ５００、点火コイル４の１
次電流を検出する電流検出抵抗６００、点火コイ
ル４の１次電流値が所定値に達したらその電流値
を所定値に保持するための定電流制御回路７０
０、波形整形回路１００の基準パルス信号を
ECU３に供給するための整形信号出力回路８０
０およびECU３の出力信号を波形整形回路１０
０およびバツクアツプ回路２００に供給するため
の点火信号整形回路９００により構成される。３
は点火装置２の波形整形回路１００からの出力信
号である基準パルス信号を入力信号とし、該信号
の前縁を基準に内燃機関の負荷状態、機関の回転
数、冷却水温等により最適な点火時期を演算し決
定するとともに、点火コイル４で決まる最適通電
時間よりも若干長めの通電時間を演算により求
め、点火時期及び通電時間を決定したパルス信号
として点火装置２に出力するための電子式点火時
期制御回路をなすECUである。４は点火コイル
であり、パワートランジスタ５００の遮断時に２
次側に高電圧を発生し、この高電圧は図示しない
デイストリビユータを介して点火栓に印加され
る。V_Bは図示しないバツテリの正極端子に接続
される端子である。

また、点火装置２およびECU３はそれぞれ各
ケース内に各々のユニツトとして構成され、それ
ら相互間はリード線にて接続されている。

次に第２図に示す本実施例の作動について説明
する。

以下第３図及び第４図に示す各部の波形を用い
て全体の作動について説明する。第２図に示すブ
ロツク図中のＡ〜Ｇの記号を付けた箇所の波形
を、第３図及び第４図のＡ〜Ｇに示す。まず、機
関の定常回転時の各部の信号波形を示す第３図を
用いて説明する。信号発生器１の交流信号Ａを波
形整形回路１００にて波形整形し、波形整形回路
１００の出力である基準パルス信号Ｂをバツクア
ツプ回路２００に入力すると共に整形信号出力回
路８００を介してECU３に入力する。ECU３は
整形信号出力回路８００を介して入力される波形
整形回路１００の基準パルス信号Ｂの前縁となる
立ち下がりを基準に機関の負荷状態、回転数、冷
却水温等により、最適な点火時期を演算し決定す
ると共に、点火コイル４で決まる最適通電時間よ
りも若干長めの通電時間を演算により求め、点火
時期及び通電時間を決定したパルス信号Ｃを出力
する。バツクアツプ回路２００は点火信号整形回
路９００を介して入力されるECU３の出力信号
Ｃの状態を判断し、信号Ｃが正常状態と判断した
場合は点火信号整形回路９００を介して入力され
るECU３の出力信号Ｃをそのまま出力信号Ｄと
して出力し、この出力信号Ｄは閉角度制御回路３
００に入力される。閉角度制御回路３００はパワ
ートランジスタ５００が点火コイル４の１次電流
を定電流制御している時間T₂（第３図Ｇ）に応じ
て、バツクアツプ回路２００の出力信号Ｄの立ち
上がりタイミングより、点火コイル４の１次電流
の通電開始時期をT₁だけ遅らせる信号Ｅを出力
し、この信号Ｅは出力回路４００に入力される。
出力回路４００は閉角度制御回路３００の出力信
号Ｅを増幅してパワートランジスタ５００を制御
し、点火コイル４の１次電流を制御する。そし
て、点火コイル４の１次電流（第３図Ｆ）を抵抗
６００で検出し、コイル１次電流が所定値に達し
たら、定電流制御回路７００によりコイル１次電
流を定電流制御すると共に定電流制御している時
間のパルス信号Ｇを閉角度制御回路３００に帰還
して、最適な閉角度制御を行つている。第３図２
図示のTwはECU３によつて演算し決定される点
火時期の進角可能範囲であり、第３図３図示のＣ
はECU３によつてTaだけ点火時期が進角した状
態を示している。

次に、機関の始動時の各部の信号を示す第４図
を用いて説明する。特に定常回転域との違いにつ
いて説明する。ECU３は波形整形回路２の基準
パルス信号Ｂのパルス周期により機関回転数を求
め、所定回転数（例えば500r.p.m.）以下の回転
域（始動回転域）ではパルス信号を出力しない
（第４図３）。したがつて、バツクアツプ回路２０
０は点火信号整形回路９００を介して入力される
ECU３の出力信号Ｃが低レベル状態にあるため
始動状態と判断し、波形整形回路１００の基準パ
ルス信号Ｂの反転信号Ｄを閉角度制御回路３００
に出力する。閉角度制御回路３００以降の作動は
第３図の作動と同じである。また、定常回転域に
おいて、ECU３の破壊等により、ECU３の出力
信号が高レベルのまま、あるいは低レベルのまま
の状態になると、バツクアツプ回路２００がそれ
を判断し、波形整形回路１００の基準パルス信号
Ｂを、閉角度制御回路３００に出力し、点火が停
止することがないようになされている。

次に第１図に示す波形整形回路１００、整形信
号出力回路８００および点火信号整形回路９００
の詳細回路について説明する。

１０１〜１２８は抵抗、１３０〜１３５はコン
デンサ、１４０〜１４９はトランジスタ、１５０
はコンパレータ、１６０，１６１はオペアンプ
（演算増幅器）、１７０，171はインバータ、１８
０，１８１はダイオード、１９０は一定電圧源で
ある。端子４０は、波形整形信号をECU３に出
力するための出力端子、端子５０はECU３から
の出力信号を受ける入力端子である。１９１，１
９２は電気的にON、OFFが制御されるアナログ
スイツチであり、トランジスタ等に置き換えるこ
とができる。１０はコンパレータ１５０の作動レ
ベルにヒステリシス特性を持たせるための固定ヒ
ステリシス回路、２０は機関回転数に応じて信号
発生器１の出力信号に対するスレツシユホールド
電圧を変化させるためのバイアス回路、３０はノ
イズ耐量を向上させるためのポンプアツプ回路で
ある。また、Vcは図示しない定電圧電源の正極
端子に接続される端子である。

以下上記構成における波形整形回路１００、整
形信号出力回路８００および点火信号整形回路９
００の作動について説明する。信号発生器１の交
流信号はコンデンサ１３０、抵抗１０１、コンデ
ンサ１３１で構成されるノイズ除去用のフイルタ
を介して、さらに抵抗１０３を介したところで、
バイアス回路２０からの出力電圧及びポンプアツ
プ回路３０からの出力電圧と合成され抵抗１０４
を介してコンパレータ１５０の＋入力に入力され
る。一方、コンパレータ１５０の−入力は、固定
ヒステリシス回路１０で決まる電圧、すなわち抵
抗１１３，１１４，１１５、でVc電圧を分圧し
た電圧が入力される。すなわち、コンパレータ１
５０の出力が高レベルの場合はトランジスタ１４
４がONし、コンパレータ１５０の−入力の入力
電圧はほぼ0Vとななる。また、コンパレータ１
５０の出力が低レベルであればトランジスタ１４
４はOFFし、コンパレータ１５０の−入力電圧
は抵抗１１３，１１４，１１５の分圧で決まる電
圧となる。

次に、バイアス回路２０について説明する。コ
ンパレータ１５０の出力信号が低レベルの時にア
ナログスイツチ１９１はONとなり、コンデンサ
１３４は抵抗１１８を介して、ほぼVc電圧まで
充電される。次に、コンパレータ１５０の出力信
号が高レベルに変わると、コンデンサ１３４に充
電された電荷は放電回路を構成する抵抗１１９に
よつて放電される。このコンパレータ１５０の出
力により充放電されるコンデンサ１３４の端子電
圧波形を直流出力発生回路をなすオペアンプ１６
０で増幅し、オペアンプ１６０の出力をダイオー
ド１８０及びオペアンプ１６１で構成されるクラ
ンプ回路で一定電圧源１９０の電圧で決まる電圧
にクランプしている。コンパレータ１５０の出力
が低レベルの時帰還停止回路をなすアナログスイ
ツチ１９２はONであり、クランプ回路によりク
ランプされた信号電圧を０電位に落としている。
コンパレータ１５０の出力が高レベルの時にアナ
ログスイツチ１９２はOFFとなり、クランプ回
路によりクランプされた信号電圧は帰還回路を構
成するトランジスタ１４５のエミツタホロワ回路
および抵抗１２１を介してコンパレータ１５０の
＋入力側の回路に帰還される。

以上の動作の様子を第５図の波形図に示す。第
５図においてポンプアンプ回路３０からの入力へ
の帰還はないものとして示してある。第５図１は
信号発生器１の交流信号波形と、その交流信号波
形にたいするスレツシユホールド電圧とを示す。
ａは機関始動時等の極低速回転時、ｂは定常回転
域よりも少し低い回転時、ｃは定常回転時の各状
態における信号発生器１の交流信号電圧波形をそ
れぞれ示す。ｄは信号発生器１の交流信号波形に
対するコンパレータ１５０の実質上のスレツシユ
ホールド電圧を示し、ｅは各回転時の基本位置
（機関の上死点）を示す。ｆ、ｇ、ｈは信号発生
器１の交流信号波形とスレツシユホールド電圧と
のクロス点、すなわちコンパレータ１５０が反転
する位置を示す。第５図２はコンパレータ１５０
の出力信号波形を示しており、実線は第５図１の
波形ａに対応し、一点鎖線および点線は第５図１
の波形ｂ、ｃにそれぞれ対応している。第５図３
においてＩはコンデンサ１３４の端子電圧波形で
あり、実線と一点鎖線と点線とはそれぞれ各回転
に対応した波形を示し、Ｊは波形Ｉに対するクラ
ンプ電圧を示す。第５図４はバイアス回路２０の
出力電圧波形を各回転状態に対応して実線と一点
鎖線と点線とで示す。また、固定ヒステリシス回
路１０で決まるヒステリシス電圧が第５図１図示
のVhである。

以上の作動波形により、信号発生器１の交流信
号電圧に対するスレツシユホールド電圧Vs（信号
発生器１の交流信号波形がクロスする点のスレツ
シユホールド電圧）と回転数Ｎの関係は第６図に
示すごとく、始動回転域の極低速回転域では機関
回転数に応じてスレツシユホールド電圧が増大
し、それ以上の定常回転域では機関回転数にかか
わらずスレツシユホールド電圧が一定となる特性
を得ることができる。

次にポンプアツプ回路３０及びその他回路の作
動について説明する。ECU３からのパルス信号
を端子５０で受け、抵抗１１２とコンデンサ１３
３で構成されるフイルタを介してトランジスタ１
４３のベースに信号が入力され、ECU３の出力
パルス信号に応じてトランジスタ１４３はON、
OFF動作する。従つて、トランジスタ１４２も
トランジスタ１４３のON、OFFに応じてON、
OFF動作し、トランジスタ１４２のコレクタに
発生する信号はECU３の出力パルス信号と同期
のパルス信号が発生し、このパルス信号がバツク
アツプ回路２００に入力されると共にインバータ
１７１を介してポンプアンプ回路３０に入力され
る。ポンプアツプ回路３０はコンパレータ１５０
の出力信号パルスとECU３からの出力信号パル
スとをトランジスタ１４８と１４９で構成する
NOR回路を通してトランジスタ１４７をON、
OFF制御する。また、コンパレータ１５０の出
力信号をインバータ１７０で反転しトランジスタ
１４６をON、OFF制御する。トランジスタ１４
６がONからOFFに移行し、その時にトランジス
タ１４７がOFF状態であれば、抵抗１２４、整
流用ダイオード１８１、微分用コンデンサ１３
５、抵抗１２２を介してVcからコンパレータ１
５０の＋入力回路にプラス電圧がバイアス電圧と
して帰還される。次に、トランジスタ１４６が
ONしてトランジスタ１４７がONすると微分用
のコンデンサ１３５に充電された電荷がトランジ
スタ１４７を介して放電され、コンパレータ１５
０の＋入力回路にはマイナス電圧がバイアス電圧
として帰還される。ここでトランジスタ１４７が
ONしている時間が短く、コンデンサ１３５に充
電された電荷が放電しきらないうちにトランジス
タ１４７がOFFした場合は、抵抗１２３を介し
て引き続きコンデンサ１３５の充電電荷が放電さ
れる。

以上の作動の様子を第７図と第８図の波形図に
示す。第７図は機関の回転が定常回転時の場合を
示し、第８図は機関始動時を示す。第７図および
第８図中のＡ，Ｂ，Ｎ，Ｏ，Ｐはそれぞれ第１図
中の同一記号を付した点の波形を示しており、第
７図１および第８図１図示のVsは信号発生器１
の交流信号波形に対するコンパレータ１５０の実
質上のスレツシユホールド電圧を示している。第
７図及び第８図からわかるように、定常回転域に
おいては、コンパレータ１５０の切替り時にその
切替つた状態を助長するよう、ポンプアツプ回路
３０から、コンパレータ１５０の＋入力側に帰還
をかけて信号発生器１の交流信号に重畳するノイ
ズに対するノイズマージンを向上させている。

また、始動時においては、信号発生器１の交流
信号が急峻に変化する傾斜部側での第８図１図示
のｅ点でのみポンプアンプ回路３０からコンパレ
ータ１５０の＋入力に帰還し、信号発生器１の交
流信号が緩やかに変化する傾斜部側での第８図１
図示のｋ点での帰還はしないよう構成している。
これは、始動時スタータマグネツトスイツチ等の
影響により信号発生器１の交流信号にノイズ信号
（第８図１図示のｌ）が重畳した場合にｋ点で帰
還をかけると第８図１の破線で示すｍのスレツシ
ユホールド電圧となり、波形整形した信号は第８
図２の破線で示すｎとなり、ノイズ信号をトリガ
としてコンパレータ１５０により所定のパルス幅
を持つたパルスに整形される。したがつて第８図
２の破線で示すｎのパルスが点火コイル４の通電
時間となり、該点火してしまうという問題があ
り、本実施例ではその問題をなくすために前述の
構成としている。すなわち、始動時においてノイ
ズ信号が発生しても第８図１図示のｋ点における
帰還をポンプアツプ回路３０よりかけないよう
に、バイアス無効手段を構成するトランジスタ１
４９を導通し続ければ、整形信号は第８図２図示
のｐで示すごとくヒゲ状となり、点火コイル４を
通電するに充分な時間幅を有していないので、誤
点火することはない。

第９図においてバツクアツプ回路２００および
その周辺回路について説明する。ECU３はその
出力信号を発生する出力部の回路を図に示してお
り、入力部の回路は省略してある。３１はマイク
ロコンピユータで、特開昭57−195867号公報に記
載されたものと同じものが用いてあるためその詳
細な説明は省略する。３２，３３はインバータ、
３４はANDゲート、３５，３６は抵抗、３７は
トランジスタである。

ECU３からの出力信号は点火信号整形回路９
００により波形整形され、バツクアツプ回路２０
０と波形整形回路１００とにパルス信号を供給す
る。波形整形回路１００は信号発生器１の出力信
号を波形整形した基準パルス信号をバツクアツプ
回路２００と整形信号出力回路８００とに出力す
る。バツクアツプ回路２００は点火信号整形回路
９００及び波形整形回路１００からのパルス信号
を入力とし、これら２入力信号のうちどちらかを
選択し、閉角度制御回路３００に信号を出力す
る。

このバツクアツプ回路２００において、２０
１，２０２はインバータ、２１１〜２２６は抵
抗、２３１，２３２，２３４〜２３７はトランジ
スタ、２４１，２４２はコンデンサ、２５１，２
５２は定電流回路、２６１，２６２はコンパレー
タ、２７１はダイオード、２８１〜２８４は
NORゲートである。

次に、第９図図示回路の作動について、第１０
図の波形図を用いて説明する。第１０図は信号発
生器１の交流信号Ａと第９図の回路図中に付した
同一記号の点での波形を示している。信号発生器
１の交流信号を波形整形した波形整形回路１００
の基準パルス信号Ｂは整形信号出力回路８００を
介してECU３に基準位置信号として入力され、
ECU３はそのマイクロコンピユータ３１によつ
て基準位置信号を基準に点火タイミングと点火コ
イルの最適通電時間よりも若干長めの通電時間を
時間演算により求め、その信号がマイクロコンピ
ユータ３１の端子Ｐ２４に出力される。また、マ
イクロコンピユータ３１は前記の基準位置信号の
パルス周期より回転数を計測し、所定回転数（例
えば500r.p.m.）以上か以下かを判断し、マイク
ロコンピユータ３１の端子P₂₆に所定回転数以下
の場合は高レベル、所定回転数以上の場合は低レ
ベルの信号を出力する。第１０図３，４にP₂₄，
P₂₆の信号波形を示す。P₂₆の出力信号をインバー
タ３２で反転した信号と、P₂₄の出力信号とAND
をANDゲート３４でとり、インバータ３３、ト
ランジスタ３７を介して、ECU３の出力信号Ｃ
を点火信号整形回路９００に出力する。第１０図
５の波形ＣはECU３の出力信号が正常な状態で
ある正常時と、ECU３の出力信号が異常な状態
である異常時について示している。ここでECU
３の異常時とは、ECU３の出力トランジスタ３
７がシヨート破壊又はオープン破壊した場合等を
意味し、異常モードとしては、出力信号レベルが
高レベルに固定又は低レベルに固定されるのいず
れかのモードである。第１０図５の波形ｃに示す
ECU異常時は高レベルに出力信号レベルが固定
された場合を示す。点火信号出力回路９００の出
力信号はインバータ２０１にて反転し（第１０図
８の波形C₄）、トランジスタ２３１のON、OFF
動作を制御する。トランジスタ２３１がON時は
コンデンサ２４１に充電された電荷は抵抗２１２
およびトランジスタ２３１を介して放電（リセツ
ト）される。トランジスタ２３１がOFFすると、
コンデンサ２４１は定電流回路２５１からの定電
流により抵抗２１２を介して充電される（第１０
図６の波形c₁）。このコンデンサ２４１の端子波
形と基準電圧とをコンパレータ２６１で比較整形
する。この基準電圧は、抵抗２１３，２１４，２
１５，２１６の抵抗にて、定電圧電源に接続され
た端子Vcの電圧を分圧して基準電圧としており、
その基準電圧はコンパレータ２６１の基準パルス
信号によつてON、OFFが制御されるトランジス
タ２３２と、波形整形回路１００の出力信号Ｂに
よつてON、OFFが制御されるトランジスタ２３
４との状態に応じて、第１０図６の波形C₂のV₁、
V₂、V₃の電圧となる。ここで、V₁は両トランジ
スタ２３２，２３４がOFF時であり、V₂はトラ
ンジスタ２３２がOFFでトランジスタ２３４が
ON時であり、V₃は点火信号２３２がON時でト
ランジスタ２３４のON、OFF状態には関係しな
いＱコンパレータ２６１の出力信号（第１０図７
の波形C₃）と点火信号整形回路９００の出力信
号の反転信号（第１０図８の波形C₄）とのNOR
をNORゲート２８１でとり（第１０図９の波形
C₅）NORゲート２８１の出力信号と波形整形回
路１００の基準パルス信号Ｂをインバータ２０２
で反転した信号（第１０図１０の波形C₆）との
NORをNORゲート２８２でとり、NORゲート
２８２は第１０図１１の波形C₇に示す信号を出
力する。波形整形回路１００の基準パルス信号Ｂ
をインバータ２０２にて反転した信号（第１０図
１０の波形C₆）にてON、OFFが制御されるトラ
ンジスタ２３５のOFF時にトランジスタ２３６
がOFF状態であると、トランジスタ２４２は抵
抗２２０、ダイオード２７１および抵抗２２２を
介して急速に充電される。次に、点火信号整形回
路９００の出力信号によつて、ON、OFFが制御
されるトランジスタ２３６がONするとコンデン
サ２４２に充電された電荷は抵抗２２２を介して
急速に放電（リセツト）される。ここでトランジ
スタ２３６がONしている間にトランジスタ２３
５は必ずON状態となる。次にトランジスタ２３
６がOFFし、トランジスタ２３５がON状態であ
るとコンデンサ２４２は定電流回路２５２からの
定電流で抵抗２２２を介して充電を開始する。こ
れらの状態を第１０図１３の波形C₉に示す。そ
して、このコンデンサ２４２の端子電圧と基準電
圧とをコンパレータ２６２で比較整形し、第１０
図１４の波形C₁₁に示す信号を出力する。この基
準電圧は端子Vcの電圧を抵抗２２６，２２３，
２２４によつて分圧した電圧であり、コンパレー
タ２６２の出力によりON、OFFが制御されるト
ランジスタ２３７によりヒステリシスを持たせて
ある。第１０図１３の波形C₁₀にこの基準電圧を
二点鎖線で示す。そしてコンパレータ２６２の出
力信号と点火信号整形回路９００の出力信号（第
１０図１２の波形C₈）とのNORをNORゲート２
８４にてとり、第１０図１５の波形C₁₂に示す信
号を得、該信号と第１０図１１の波形C₇に示す
信号とのNORをNORゲート２８３にてとり、バ
ツクアツプ回路２００の出力信号として第１０図
１６の波形Ｄの信号を閉角度制御回路３００へ出
力する。

以上の作動により、バツクアツプ回路２００
は、機関の始動回転域では、波形整形回路８００
の出力信号を選択し閉角度制御回路３００に出力
する。すなわち信号発生器１の出力信号に同期し
た点火時期で点火する。

次に定常回転域では、バツクアツプ回路２００
はECU３の出力信号を選択し閉角度制御回路３
００に出力する。すなわちECU３の出力信号に
同期した点火時期で点火する。

次にECU３の異常時において、ECU３の出力
信号が高レベルに固定された場合、バツクアツプ
回路２００は波形整形回路１００の基準パルス信
号を選択して閉角度制御回路３００に出力し、信
号発生器１の出力信号に同期した点火時期で点火
する。ここでECU３の出力信号に同期した点火
状態から、ECU異常発生により、信号発生器１
の基準パルス信号に同期した点火に移行する際、
低回転域ではほとんど点火抜けを起こすことなく
移行する。高回転域においては数点火回数だけ点
火抜けを起こして移行するが、この程度の点火抜
けでは機関が停止することはなく、ECU異常が
発生しても機関を停止させることなく運転を続行
できる。

またECU異常において、ECU３の出力信号が
低レベルに固定された場合は、前述の機関始動時
の場合と同じとなり、バツクアツプ回路２００は
波形整形回路１００の基準パルス信号を選択し、
閉角度制御回路３００に出力する。したがつて信
号発生器１の出力信号に同期した点火時期で点火
する。なおこの場合はECU３の出力信号に同期
した点火からECU異常により、信号発生器１の
基準パルス信号に同期した点火に移行する際、点
火抜けを起こすことなく移行する。

以上述べた様にバツクアツプ回路２００は
ECU３の出力信号の状態を回路で判断し、バツ
クアツプ回路２００の出力信号として、ECU３
の出力信号を出力するか又は波形整形回路１００
の基準パルス信号を出力するかの選択を行つてい
る。また波形整形回路１００の基準パルス信号を
選択した状態から、ECU３の出力信号を選択す
る状態に移行する場合、及びその逆方向に移行す
る場合において、機関が回転状態にあれば必ず、
波形整形回路１００の基準パルス信号またひ
ECU３の出力信号のいずれかに同期して点火す
る。すなわち移行する際に異常なタイミングで点
火することはない。

なお、上述した実施例においては波形整形回路
１００の基準パルス信号の立ち下がりを前縁と
し、立ち上がりを後縁とするものについて説明し
たが、基準パルス信号の立ち上がりが機関回転数
の上昇と共に進角側に移動するように波形整形回
路１００を構成した場合には、この基準パルス信
号の立ち上がりが前縁となり、立ち下がりが後縁
となるものであることはもちろんである。

〔発明の効果〕

以上述べたように本願の第１番目の発明におい
ては、波形整形回路のスレツシユホールド電圧が
基準パルス信号の後縁より所定時間一定値に保持
されその後次第に減少する電圧となるから、機関
回転数が低速から高速にわたつて所望のデユテイ
比の基準パルス信号を容易に得ることができると
共に、クランプ回路によつて、中高速時のスレツ
シユホールド電圧を容易にかつ任意に一定に設定
することができるという優れた効果がある。

さらに本願の第２番目の発明においては、上記
第１番目の発明による所望のデユテイ比の基準パ
ルス信号が得られる効果に加えて、固定バイアス
回路によつて、コンパレータの作動レベルのヒス
テリシスが決まり、かつポンプアツプ回路によつ
て信号発生器の交流信号に対するノイズ信号によ
るコンパレータの誤動作防止機能が決まるから、
これら３系統の帰還をそれぞれ独立に行うことが
でき、スレツシユホールドレベルの調整、変更等
を各帰還ごとに独立に行うことができて、これら
の合せ込みを容易に行うことができるのみなら
ず、各種の信号発生器との組合せ時にも容易に所
望のスレツシユホールドレベルを得ることができ
るという優れた効果がある。

また、本願の第３番目の発明によれば上記第１
番目の発明の効果を満足するに加えて、電子式点
火時期制御回路の出力信号が低レベルを維持し続
けたとき、および高レベルを維持し続けたときに
には波形整形回路の基準パルス信号が点火信号と
してバツクアツプ回路により選択されるから、電
子式点火時期制御回路が故障してその出力が低レ
ベルを維持し続けたとき、および高レベルを維持
し続けたときのいずれにおいても、波形整形回路
の基準パルス信号によつて点火コイルを駆動し続
けることができて、内燃機関の運転を維持するこ
とができるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は第２図図示の本発明装置における波形
整形回路部分の詳細電気回路図、第２図は本発明
装置の一実施例を示すブロツク図、第３図および
第４図は第２図図示装置の作動説明に供する各部
波形図、第５図は第１図図示回路におけるバイア
ス回路部分の作動説明に供する各部波形図、第６
図は上記バイアス回路による機関回転数−スレツ
シユホールド電圧特性図、第７図および第８図は
第１図図示回路におけるポンプアツプ回路部分の
作動説明に供する各部波形図、第９図は第２図図
示装置におけるバツクアツプ回路部分の詳細電気
回路図、第１０図は第９図図示のバツクアツプ回
路部分の作動説明に供する各部波形図である。 １…信号発生器、３…電子式点火時期制御回路
をなす電気的コントロールユニツト、４…点火コ
イル、１０…固定ヒステリシス回路、２０…バイ
アス回路、３０…ポンプアンプ回路、１００…波
形整形回路、１１９…放電回路を構成する抵抗、
１２１，１４５…帰還回路を構成する抵抗とトラ
ンジスタ、１３４…コンデンサ、１６０…直流出
力発生回路をなすオペアンプ、１６１，１８０…
クランプ回路を構成するオペアンプとダイオー
ド、１９２…帰還停止回路を構成するアナログス
イツチ、２００…バツクアツプ回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内燃機関の回転と同期して各気筒の所定回転
   位置ごとに周期的にくり返される交流信号を発生
   する信号発生器と、この信号発生器の交流信号を
   波形整形して機関回転数の上昇と共に前縁が点火
   時期の進角側に移動する基準パルス信号を出力す
   る波形整形回路と、この波形整形回路の基準パル
   ス信号が入力され、この基準パルス信号の前縁を
   基準にして点火時期を電子的に制御する電子式点
   火時期制御回路とを備え、前記波形整形回路は、
   この波形整形回路の基準パルス信号の前縁から後
   縁までの間に所定電圧まで充電されるコンデンサ
   と、前記波形整形回路の基準パルス信号の後縁よ
   り前記コンデンサの充電電圧を次第に放電させる
   ための放電回路と、前記コンデンサの充電電圧を
   検出し、このコンデンサの充電電圧に応じた直流
   出力を発生する直流出力発生回路と、この直流出
   力発生回路に発生する直流出力をあらかじめ定め
   られた値にクランプするクランプ回路と、このク
   ランプ回路によりクランプされた直流出力を前記
   波形整形回路の入力側に帰還する帰還回路と、前
   記波形整形回路の基準パルス信号の前縁から後縁
   までの期間前記帰還回路による帰還を停止するた
   めの帰還停止回路とを含んでなる内燃機関用点火
   装置。 ２ 内燃機関の回転と同期して各気筒の所定回転
   位置ごとに周期的にくり返される交流信号を発生
   する信号発生器と、この信号発生器の交流信号を
   波形整形して機関回転数の上昇と共に前縁が点火
   時期の進角側に移動する基準パルス信号を出力す
   る波形整形回路と、この波形整形回路の基準パル
   ス信号が入力され、この基準パルス信号の前縁を
   基準にして点火時期を電子的に制御する電子式点
   火時期制御回路とを備え、前記波形整形回路は、
   前記信号発生器の交流信号を入力して前記波形整
   形回路の出力となる基準パルス信号を発生するコ
   ンパレータと、このコンパレータの基準パルス信
   号の前縁から後縁までの間に所定電圧まで充電さ
   れるコンデンサと、前記コンパレータの基準パル
   ス信号の後縁より前記コンデンサの充電電圧を次
   第に放電させるための放電回路と、前記コンデン
   サの充電電圧を検出し、このコンデンサの充電電
   圧に応じた直流出力を発生する直流出力発生回路
   と、この直流出力発生回路に発生する直流出力を
   あらかじめ定められた値にクランプするクランプ
   回路と、このクランプ回路よりクランプされた直
   流出力を前記コンパレータの入力側に帰還する帰
   還回路と、前記コンパレータの基準パルス信号の
   前縁から後縁までの期間前記帰還回路による帰還
   を停止するための帰還停止回路と、前記コンパレ
   ータの作動レベルにヒステリシス特性を持たせる
   ための固定ヒステリシス回路と、前記コンパレー
   タの入力側に、前記コンパレータの基準パルス信
   号の前縁および後縁の両切替り時において、切替
   り直後が最大となりその後徐々に減少するバイア
   スを、それらの切替りを助長する方向に交互に加
   えるポンプアツプ回路とを含んでなる内燃機関用
   点火装置。 ３ 内燃機関の回転と同期して各気筒の所定回転
   位置ごとに周期的にくり返される交流信号を発生
   する信号発生器と、この信号発生器の交流信号を
   波形整形して機関回転数の上昇と共に前縁が点火
   時期の進角側に移動する基準パルス信号を出力す
   る波形整形回路と、この波形整形回路の基準パル
   ス信号が入力され、この基準パルス信号の前縁を
   基準にして点火時期を電子的に制御する電子式点
   火時期制御回路と、前記波形整形回路の基準パル
   ス信号と前記電子式点火時期制御回路の出力信号
   とが入力され、前記波形整形回路の基準パルス信
   号と共に前記電子式点火時期制御回路にパルス信
   号が発生している場合には前記電子式点火時期制
   御回路のを点火信号としてパルス信号選択し、前
   記波形整形回路の基準パルス信号発生時に前記電
   子式点火時期制御回路の出力信号が低レベルを維
   持し続けたとき、および高レベルを維持し続けた
   ときには前記波形整形回路の基準パルス信号を点
   火信号として選択するためのバツクアツプ回路と
   を備え、前記波形整形回路は、この波形整形回路
   の基準パルス信号の前縁から後縁までの間に所定
   電圧まで充電されるコンデンサと、前記波形整形
   回路の基準パルス信号の後縁より前記コンデンサ
   の充電電圧を次第に放電させるための放電回路
   と、前記コンデンサの充電電圧を検出し、このコ
   ンデンサの充電電圧に応じた直流出力を発生する
   直流出力発生回路と、この直流出力発生回路に発
   生する直流出力をあらかじめ定められた値にクラ
   ンプするクランプ回路と、このクランプ回路によ
   りクランプされた直流出力を前記波形整形回路の
   入力側に帰還する帰還回路と、前記波形整形回路
   の基準パルス信号の前縁から後縁までの期間前記
   帰還回路による帰還を停止するための帰還停止回
   路とを含んでなる内燃機関用点火装置。