JPH0681951B2 - エンジンの点火制御装置 - Google Patents

エンジンの点火制御装置

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JPH0681951B2
JPH0681951B2 JP18809988A JP18809988A JPH0681951B2 JP H0681951 B2 JPH0681951 B2 JP H0681951B2 JP 18809988 A JP18809988 A JP 18809988A JP 18809988 A JP18809988 A JP 18809988A JP H0681951 B2 JPH0681951 B2 JP H0681951B2
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engine
discharge
capacitor
level
ignition
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義男 森田
茂明 久和原
博 渡部
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Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
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PPONDA GIKEN KOGYO KK
Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は小型船舶用船外機等に使用されるエンジンの点
火制御装置に関するものである。
(従来技術とその問題点) 小型船舶等において、運転中エンジンが過熱状態になっ
たこと等を検出して自動停止させようとする場合、一気
にエンジンを停止させると船体が水面から受ける抵抗に
よって急激に減速されてショックが大きい場合がある。
そこで機関が過熱したことを検出して一部の気筒の点火
を停止することにより回転速度を低下させることが提案
されている(特開昭57−10772号参照)。しかしなが
ら、特に気筒数が少ない機関などの場合のごとく機関の
種類によっては回転速度が急激に低下して船の航走時に
スムーズに減速できないことがある。
そこでこの問題の解決のため、内燃機関の過熱を検出す
る温度検出器と、この温度検出器の出力にもとづき発振
する回路とを備え、前記内燃機関の過熱状態における前
記発振回路の出力に基づいて点火を間欠的に停止させつ
つ減速するように構成したものも提案されている(特開
昭58−2471号参照)。
このようにすればエンジンの減速をスムーズに行うこと
ができるが、この方式はエンジンの減速を一様なパター
ンで行うため、小型船舶等のように船体抵抗(船体と水
面の抵抗)の大きさが種々異なるものに適用する場合、
船体の減速が早すぎたり、あるいは遅すぎたりする場合
があり、減速パターンの設定に十分な考慮を必要とする
難点がある。
(発明の目的) 本発明の1つの目的は、エンジンの減速の程度に応じ
て、エンジン回転速度の低下量を自動的に制御できるよ
うにした、新規にして改良されたエンジンの点火制御装
置を提供することである。
本発明のもう1つの目的は、特にコンデンサ充放電式点
火回路を有する小型船舶用エンジン回転速度制御系にお
いて、エンジンの回転数検出手段によって検出された船
体の減速の程度に応じてエンジン回転速度の低下量を自
動的に制御することができる、エンジンの点火制御装置
を提供することである。
本発明のもう1つの目的は、コンデンサ充放電式点火回
路を有するエンジンの点火制御装置において、緩速運転
開始スイッチが動作した場合、必要以上の急激な減速を
行わないようにエンジン回転数が自動制御される、エン
ジンの点火制御装置を提供することである。
本発明のさらに1つの目的は、必要以上の急速な減速を
行わないようにエンジン回転速度が自動制御され、それ
により船体抵抗の大小には関わりなしにエンジンの減速
をスムーズに行うことのできる、小型船舶用エンジンの
点火制御装置を提供することである。
(課題を解決するための本発明の手段) 本発明が指向する前述の目的は、その一実施例では、コ
ンデンサ充放電式点火回路を有するエンジンの点火制御
装置であって、該装置が特に下記の過速制御回路及び緩
速制御回路を含むことを特徴とすることによって、効果
的に達成される。
(i) エンジン回転数検出器の回転数に比例して交流
信号を送出するタイミング信号発生コイルからの回転数
検出出力信号レベルが設定回転数に対応する第1検出の
基準レベルを越えたとき、コンデンサ充放電回路による
点火を停止させる過速制御回路。
(ii) エンジン緩速運転開始スイッチにより作動せし
められ、前記タイミング信号発生コイルからの回転数検
出出力信号レベルを段階的に増大させることにより、前
記タイミング信号発生コイルが実回転数よりも高い回転
数を検出した場合と実質的に等価の状態にすることによ
って、エンジンの緩速運転を行わせる緩速制御回路。
本発明の前述の目的と特徴の意義、ならびに更に他の目
的、特徴及び利点などは、以降における図示の実施例に
ついての詳細な記述を通じて一段と明らかになるのであ
ろう。
(実施例の構成) 第1図は本発明に従うエンジンの点火制御装置の実施例
について、その電気的構成の概要を示した電子回路図で
ある。第2図,第3図及び第4図は本実施例の動作説明
用波形図で第2図(a)〜(f)はそれぞれ、エンジン
回転数が設定値以下の場合に、その各主要部分に現れる
信号の波形を示し、第3図(a)〜(f)はそれぞれ、
エンジン回転数が設定値以上に上昇した場合に、その各
主要部分に現れる信号の波形を示し、第4図(a)〜
(e)はエンジン回転数が設定値以下の場合に緩速運転
開始スイッチが投入された時における、その主要部分に
現れる信号波形を示す。
第5図は、本実施例について、各々の4つの動作モード
間の相互関係を説明するための概念図である。
第1図は本発明の実施例の全体構成を示す電子回路図で
あって、図において120は周知のコンデンサ充放電式の
エンジンの点火制御装置の基本回路を示し、次の各部か
ら形成される。1はエキサイタ(EXT)の電圧発生コイ
ルであって、図示しない交流ジェネレータの出力電圧を
所要電圧値に変換して出力する。2はフライホイールダ
イオード(D0)、3は整流用ダイオード(D1)、4は点
火エネルギ取得用コンデンサとなる充放電コンデンサ
(C1)、5はイグニションコイル(IGN)、6は点火プ
ラグ(PG)、10は放電制御用サイリスタ(SCR)、7は
タイミング信号発生コイル(PC)であって、これは図示
しないエンジン回転数検出回路からの回転数に比例して
周期の変わる交流の検出出力信号を送出する。8は逆流
阻止用ダイオード(D2)、9はゲート抵抗(R1)であ
る。
次に130及び170はそれぞれ、本発明の要部であるエンジ
ンの過速制御回路及び緩速制御回路であって、それらは
次のように構成される。
過速制御回路130において、11は波形整形回路(WSC)で
あって、上記タイミング信号発生コイル7の信号発生時
間幅だけLレベルとなり、他の時間においてはHレベル
となる回転数検出出力信号を送出する。14は回転数検出
用コンデンサ(C2)、12はその充放電制御用の第1トラ
ンジスタ(Q1)、13は充電抵抗(R2)、Vccは直流電
源、15は第1のレベル検出器(LD1)、16はスイッチン
グダイオード(D3)、19は失火回転数設定用コンデンサ
(C3)、17はその放電抵抗(R3)、18は充電抵抗
(R4)、20は第2のレベル検出器(LD2)、21はベース
電流制限用抵抗(R5)、22は点火回路の放電制御用サイ
リスタ(SCR)10の制御用の第2トランジスタ(Q2)で
ある。
次に緩速制御回路170において、43はエンジンの緩速運
転開始スイッチ(SW)であって、例えばエンジン側に設
けられた図示しない過熱検出センサなどの出力により、
緩速させた方が好ましい状態時にのみオン状態になる。
41,42はベース電流制限用抵抗(R6,R7)、45はコレクタ
抵抗(R8)、44はシフトレジスタ制御用の第3トランジ
スタ(Q3)、57はシフトレジスタ(SR)であって、第1,
第2,第3出力端子O1,O2,O3とリセット端子、及び第3
出力端子O3に接続されて第3出力端子O3の出力がHレベ
ルとなったときクロックパルスのカウントを停止する禁
止端子INHとを有する。56はクロックパルス発振器(OS
C)、61,62及び63はそれぞれ緩速制御用の第4,第5,及び
第6トランジスタ(Q4,Q5,Q6)、58,59及び60はこれら
の各トランジスタのベース電流制限抵抗(R14,R15,
R16)、64,65,66は放電抵抗(R17,R18,R19)であって、
これらの抵抗値の間にはR17<R18<R19の関係が保たれ
る。
次に第2図,第3図,第4図に示す回路各部の波形図を
参照して本実施例の作用を説明する。
(実施例の作用) 〔I〕 正常運転状態においてエンジン回転数が設定値
以下の時 点火回路120の充放電コンデンサ4は、電圧発生コイル
1の出力電圧を整流用ダイオード3により整流して得ら
れた直流電圧により図中の極性で充電される。一方、放
電制御用サイリスタ10のゲートには回転数検出トラン
ス、即ち、タイミング信号発生コイル7から出力された
第2図(a)のタイミング信号が逆流阻止用ダイオード
8を介して加えられる。従って放電制御用サイリスタ10
は信号が入るとオンとなって、[4→10→接地→5→
4]の放電回路を形成して充放電コンデンサ4の充電
電荷の放電を行い、イグニッションコイル5の2次側コ
イルに高電圧を発生させて点火プラグ6の点火を行う。
そして点火と同時にイグニッションコイル5と充放電コ
ンデンサ4とで形成される共振回路により、充放電コン
デンサ4を充電時と逆の極性で充電して放電制御用サイ
リスタ10を逆バイアスして阻止状態とし、これにより充
放電コンデンサ4の電荷を[4→5→2→3→4]
の放電回路を通って放電させる。そして以下放電制御用
サイリスタ10のゲートに第2図(a)の検出信号に基づ
くゲート信号が加えられる都度、上記の充放電動作を繰
返すことによって、エンジン回転数に対応してプラグの
点火が行われる。
一方、波形整形回路11はタイミング信号発生コイル7か
ら生じる第2図(a)のタイミング信号を受けて、第2
図(b)のように信号の入力時にのみLレベル、他の
時間においてはHレベルとなる信号を第1トランジスタ
12のベースに送出する。
このため第1トランジスタ12は上記信号がLレベルの間
オンとなり、第2図(c)のようにコンデンサ14をほぼ
直流電源Vccの電圧値まで充電する。
またこのとき緩速運転開始スイッチ43はエンジンの異常
が検出されないためオフ状態を維持し、これにより第3
トランジスタ44には連続的にベース制御入力が加えられ
てオン状態を持続しており、このため直流電源Vccをコ
レクタ抵抗45を介して接地し、シフトレジスタ57のリセ
ット端子をLレベルとするので、シフトレジスタ57の
第1出力端子O1の出力レベルはHレベル、第2及び第3
出力端子O2,O3の各出力レベルはLレベルに保持され、
これによって第4トランジスタ61のみをオン状態にし、
かつ、第5及び第6トランジスタ62,63はいずれもオフ
状態に維持する。その結果回転数検出用コンデンサ14の
放電回路[14→64→61→接地]が形成されて、第2図
(c)の時刻t1から回転数検出用コンデンサ14と放電抵
抗64により定まる放電時定数でもって回転数検出用コン
デンサ14の放電が第2図(c)のように行われる。
そこで今、第1のレベル検出器15の基準電圧レベルが第
2図(c)中に示すようにl1に設定されたものとする。
すると第1のレベル検出器15の出力レベルは、回転数検
出用コンデンサ14の電圧が基準電圧レベルl1以下である
時刻t2〜t3において第2図(d)のようにLレベルとな
り、また回転数検出用コンデンサ14の電圧が基準電圧レ
ベルl1以上である時刻t3〜t4の間でHレベルとなる。
一方、失火回転数設定用コンデンサ19は直流電源Vccに
より充電抵抗18を介して充電されるが、第1のレベル検
出器15の出力レベルがLであるときにはLレベルに抑制
される。ところが第1のレベル検出器15の出力レベルが
第2図(d)の時刻t0にHレベルとなって、逆バイアス
が加わることによりスイッチングダイオード16がオフ状
態になると、第2図(e)に示されるように、充電抵抗
18と失火回転数設定用コンデンサ19の回路定数により定
まる充電時定数に基づいて失火回転数設定用コンデンサ
19の充電が開始される。かくして失火回転数設定用コン
デンサ19の電圧レベルは次第に高くなり、時刻t2におい
て、第1のレベル検出器15の出力がLレベルになると零
になる。
今、第2のレベル検出器20の検出レベルを第2図(e)
中に示すl2に設定しておけば、第2のレベル検出器20の
出力レベルはLレベルとなり、これによってそのベース
が制御される第2トランジスタ22は第2図(f)のよう
にオフとなる。従って放電制御用サイリスタ10のゲート
入力のバイパスが行われないため、回転数に応じたプラ
グの点火が継続され設定値以下の回転数でもって正常運
転が持続される。
〔II〕 正常運転状態においてエンジン回転数が設定値
以上に上昇したとき 設定値より回転数が上昇して第3図(b)のように波形
整形回路11の出力信号の周期が短くなり、これに伴い第
3図(c)のように回転数検出用コンデンサ14の放電可
能時間も短くなると、その最終放電電圧レベルは高くな
る。そしてこの最終放電電圧レベルが第1のレベル検出
器15の基準電圧レベルl1を越えると、第1のレベル検出
器15の出力レベルは第3図(d)のように連続的にHレ
ベルとなり、スイッチングダイオード16は連続的に逆バ
イアスとなる。このため失火回転数設定用コンデンサ19
は第3図(e)のように充電抵抗18と失火回転数設定用
コンデンサ19の回路定数で定まる充電時定数によって、
ほぼ直流電源Vccの電圧値まで充電される。そしてその
充電途中において充電電圧レベルが第2のレベル検出器
20の基準電圧レベルl2を越えると、第2のレベル検出器
20の出力レベルはHレベルとなる。このため、第2のレ
ベル検出器20の出力がそれのベースに加えられる第2ト
ランジスタ22は、第3図(f)のようにオンとなり、こ
れにより放電制御用サイリスタ10のゲート入力をバイパ
スして充放電コンデンサ4の放電回路の形成を阻止す
る。従って点火プラグ6は失火状態となり、この状態は
回転数が設定値に戻るまで持続されるので、過速回転に
よる損傷が未然に防止されることになる。
〔III〕 正常運転状態においてエンジン回転数が設定
値以下の時に緩速運転開始スイッチ43が投入されたとき エンジンに過熱状態が発生したと等を検出して緩速運転
開始スイッチ43が投入されて、第4図(a)のように直
ちにそれがオンとなると、これにより第3トランジスタ
44はオフにされてシフトレジスタ57のリセット端子の
入力をLレベルからHレベルにする。このためシフトレ
ジスタ57はクロックパルス発振器56から出力される第4
図(b)のクロックパルスの計数を開始して、第4図
(c)のようにそれまでHレベルであった第1出力端子
O1の出力レベルをLレベルにし、またそれまでLであっ
た第2出力端子O2の出力レベルをHレベルにする。そし
て次のクロックパルスが入ると、それまでLレベルであ
った第3出力端子O3の出力レベルをHレベルにし、それ
によって禁止端子INHにHレベルの入力を与えてクロッ
クパルスのカウントを停止する。従ってまずはじめに正
常運転状態においてオンであった第4トランジスタ61を
第4図(d)のようにオンからオフとし、これにより放
電抵抗64を通して回転数検出用コンデンサ14の放電回路
を解放すると共に第5トランジスタ62をオフからオンに
して放電抵抗65を通しての回転数検出用コンデンサ14の
放電回路を形成する。そして最後に第5トランジスタ62
をオフとし、かつ、第6トランジスタ63をオンにして、
放電抵抗66を通しての放電回路を形成する。そしてこの
放電抵抗66を通る放電回路は、シフトレジスタ57の禁止
端子INHの入力レベルがLレベル、即ち緩速運転開始ス
イッチ43がオフとなってリセット端子の入力レベルが
再びLレベルとなるまで持続される。ここで放電抵抗6
4,65,66の各抵抗値はR17<R18<R19の関係をもつように
選定され、順次に大きくなっている。従って第2図
(c)中に点線で図示された曲線のように回転数検出用
コンデンサ14の放電時間は放電抵抗64によるものに比べ
て放電抵抗65によるものの方が遅くなる。更に放電抵抗
66によるものの方が放電抵抗65によるものより遅くな
り、これに伴い第2図(d)から類推されるように第1
のレベル比較器15の出力レベルがHレベルである時間が
次第に長くなるであろうから、失火回転数設定用コンデ
ンサ19の充電時間も次第に長くなる。このため失火回転
数設定用コンデンサ19の充電電圧レベルは実回転数より
高い回転数を検出したと同等となるため、このみかけ上
の過速回転を防止すべく放電制御用サイリスタ10のゲー
ト入力をバイパスして充放電コンデンサ4の放電回路の
形成を阻止し、失火状態となる。そしてこの失火状態に
おける船体速度の減速時に、エンジンが慣性流体から受
ける回転力を含めてトータルとしてのエンジン回転数の
検出信号と、第2のレベル検出器20の基準電圧レベルl2
とが常時比較されながら第5トランジスタ62のオン、第
6トランジスタ63のオンの順に段階的に減速される。
従って減速が速すぎる場合には失火状態は一時的に中止
されることになる。
なおこの実施例では失火状態を2段階に設定している
が、更に多段階にすることにより、よりなめらかな停止
動作を行うことができる。
そして緩速運転開始スイッチ43がオフにされると元の運
転に戻る。このため例えばエンジンが過熱時これが解消
されるまで低速運転による走行が可能となる。
〔IV〕 正常運転状態においてエンジン回転数が設定値
以上になった時に緩速運転開始スイッチ43が投入された
場合 先に〔II〕項で述べた通り点火プラグを失火状態にし、
また緩速運転開始スイッチ43をオンにすることにより前
の〔III〕項で述べた通り失火回転数設定用コンデンサ1
9の放電抵抗を順次に大にして、実回転数より高い回転
数を検出している如くエンジン回転数検出回路の検出出
力信号レベルを段階的に増大させることによって、エン
ジンの回転数を徐々に低下せしめる。
以上の動作モード〔I〕〜〔IV〕は、それらの相互関係
を概念的に図解した第5図を参照することにより、次の
ように要約される。ここで第5図において、縦軸は第1
図における第1のレベル検出器15の検出基準レベルl1
回転数検出用コンデンサ14の充電電圧レベルP1を示し、
横軸はエンジンの実回転数Nを示す。設定回転数N
下であるモード〔I〕では、回転数検出用コンデンサ14
の充電電圧レベルP1は回転数の上昇につれて高くなる
が、基準電圧レベルl1に達せず、従って失火は行われな
い。次に設定回転数Nを越えるモード〔II〕では、回
転数検出用コンデンサ14の充電電圧レベルP1は基準電圧
レベルl1を越え、失火となる。またモード〔III〕で
は、回転数検出用コンデンサ14とともにその放電時定数
を決定する放電抵抗は、放電抵抗64からそれより大きい
放電抵抗65,66へと順次に移行する結果、換言すれば、
回転数検出用コンデンサ14の放電後の残留電荷が大きい
電位から充電が始まるため、その充電特性は順次に〔II
I〕,〔IV〕へと移行する。従って、緩速運転開始スイ
ッチ43の投入前では、実回転数が設定回転数Nを越え
てから失火が行われるが、緩速運転開始スイッチ43が投
入されると、設定回転数N以下の実回転数N′,
N″で失火する。
つまり、実回転数N′又はN″を基準に考えると、
設定回転数Nには達していないにもかかわらず、それ
を検出したものと見放して、失火を行うことになる。こ
のことは、モード〔IV〕でも同様である。
(発明の効果) 以上のとおり、この本発明によれば、エンジンの回転数
検出回路によって検出される船体の減速の程度に応じて
エンジン回転速度の低下量を自動的に制御でき、特に緩
速運転開始スイッチが動作した場合、必要以上に急速な
減速を行わないように自動制御できるので船体抵抗の大
小に係わらず減速をスムーズにできる等の利点が得られ
るもので、特に船外機エンジンなどこの種小型エンジン
に適用した場合にその有用性には大なるものがある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例回路図、第2図,第3図,第
4図はその動作説明用の波形図、第5図は本発明の実施
例における4つの動作モードの相互関係を説明するため
の概念図である。 なお、実施例回路図における参照符号は次の通りであ
る。 1はエキサイタ(EXT)の電圧発生コイル、2はフライ
ホイールダイオード(D0)、3は整流用ダイオード
(D1)、4は点火エネルギ取得用コンデンサとなる充放
電コンデンサ(C1)、5はイグニッションコイル(IG
N)、6は点火プラグ(PG)、7はタイミング信号発生
コイル(PC)、8は逆流阻止用ダイオード(D2)、9は
ゲート抵抗(R1)、10は放電制御用サイリスタ(SC
R)、11は波形整形回路(WSC)、12は放電制御用の第1
トランジスタ(Q1)、13,18は充電抵抗(R2,R4)、14は
回転数検出用コンデンサ(C2)、15は第1のレベル検出
器(LD1)、16はスイッチングダイオード(D3)、17,6
4,65,66は放電抵抗(R3,R17,R18,R19)、19は失火回転
数設定用コンデンサ(C3)、20は第2のレベル検出器
(LD2)、21,41,42,58,59,60はベース電流制限用抵抗
(R5,R6,R7,R14,R15,R16)、22はサイリスタ10の制御用
の第2トランジスタ(Q2)、43はエンジンの緩速運転開
始スイッチ(SW)、44は第3トランジスタ(Q3)、45は
コレクタ抵抗(R3)、56はクロックパルス発振器(OS
C)、57はシフトレジスタ(SR)、61,62,63は緩速制御
用の第4,第5,第6トランジスタ(Q4,Q5,Q6)、120はエ
ンジンの点火回路、130は過速制御回路、170は緩速制御
回路、l1は第1のレベル検出器15の基準電圧レベル、l2
は第2のレベル検出器20の基準電圧レベル、P1は回転数
検出用コンデンサの充電電圧レベル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡部 博 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 (56)参考文献 特開 平1−262370(JP,A) 特開 平1−262371(JP,A)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エンジン回転数検出器により検出された実
    回転数に比例して交流信号を送出するタイミング信号発
    生コイルにより点火エネルギ取得用コンデンサの充放電
    周期を制御して点火タイミングが決定されるコンデンサ
    充放電式点火回路を有するエンジンの点火制御装置であ
    って、 前記タイミング信号発生コイルからの回転数検出出力信
    号に基づいて充電される回転数検出用コンデンサの充電
    電圧レベル(P1)が設定回転数(N)に対応する基準
    電圧レベル(l1)を越えたときに前記コンデンサ充放電
    式点火回路による点火を停止させる過速制御回路;およ
    び エンジン緩速運転開始スイッチが動作したとき作動せし
    められ、前記回転数検出用コンデンサの充電電圧を放電
    すべくこの放電時定数を段階的に大きくなるよう切り換
    えるレベルシフト回路により、前記充電電圧レベル
    (P1)が前記基準電圧レベル(l1)を越えた状態となっ
    たときのみ前記過速制御回路を動作せしめてエンジンの
    緩速運転を行わせる緩速制御回路;を備えたことを特徴
    とするエンジンの点火制御装置。
  2. 【請求項2】前記回転数検出用コンデンサの充電電圧レ
    ベル(P1)と設定回転数(N)に対応する前記基準電
    圧レベル(l1)とを比較するレベル検出器と、前記充電
    電圧レベル(P1)が入力される前記レベル検出器に接続
    されると共に、前記回転数検出用コンデンサにそれぞれ
    異なる時定数を有する複数の放電回路が設けられ、この
    複数の放電回路を前記緩速運転開始スイッチの動作継続
    状態に応じて自動的に切り換えるようにした、請求項
    (1)記載のエンジンの点火制御装置。
  3. 【請求項3】エンジンの回転数検出用コンデンサと、前
    記回転数検出用コンデンサの充放電回路の充放電周期を
    切り換える放電抵抗およびトランジスタからなる複数の
    放電回路を含む複数の時定数決定回路と、 前記複数の時定数決定回路にそれぞれ接続された複数の
    出力(O1,O2,O3)とリセット入力()と、クロック入
    力(CP)と、禁止入力(INH)とを有するシフトレジス
    タとを備え、 前記緩速運転開始スイッチのオン動作により前記シフト
    レジスタにリセット信号を入力して所定のクロック入力
    についてのカウントを開始し、前記シフトレジスタの前
    記複数の出力(O1,O2,O3)に順次に表れるカウント値に
    応じて、前記複数の時定数決定回路を順次に選択し切り
    換えることにより、前記回転数検出用コンデンサの充電
    電圧レベル(P1)を段階的に増大せしめるようにした、
    請求項(2)記載のエンジンの点火制御装置。
  4. 【請求項4】エンジンが小型船舶の推進機を駆動するた
    めのエンジンである、請求項(3)記載のエンジンの点
    火制御装置。
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