JPH08144922A - 磁石発電機出力模擬装置及び点火装置の試験装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】モータ等の大型の可動部を必要とせず、小型、
軽量、低コストである磁石発電機出力模擬装置及び点火
装置の試験装置を提供する。 【構成】発振器１２から矩形波信号Ｖ_OSC を出力してス
イッチング素子ＳＷ１を制御し、インダクタンスＬに矩
形波電圧Ｖ_O を印加する。この電圧Ｖ_O によりスイッチ
ング回路４に電流Ｉが流れ、スイッチング回路４を遮断
すると、電流Ｉの立ち上がり領域で蓄えられたエネルギ
が、電流Ｉの立ち下がり領域でダイオードＤ２等、点火
コイル７、及びダイオードＤ１を介して点火コンデンサ
Ｃを充電する。この動作が４回繰り返され、疑似センサ
信号発生回路１３から点火信号演算回路１９を介してＶ
_O 波形の４サイクル目に点火信号Ｖ_g を発生すると、サ
イリスタＳＣＲが導通する、この導通により、点火コン
デンサＣの充電電荷は点火コイル７を介して放電され、
点火コンデンサＣの二次巻線７ｂに高電圧が発生する。
点火プラグ８に飛火させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】この発明は、磁石発電機出力模擬装置及び
点火装置の試験装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の電流遮断型の容量放電型点火装置
（Capacitor Discharge Ignition：ＣＤＩ、以下、ＣＤ
Ｉ回路という）の試験装置の基本構成例を図１２に示
す。ＣＤＩ回路１０は８極のマグネト１と組み合わされ
ている。２はマグネト１のロータ、３はマグネト１の発
電コイルである。又、９はセンサである。４はスイッチ
ング回路であって、同回路に電流Ｉが流れ、回路定数で
決まる設定値Ｉ_thに達すると、スイッチング回路４は遮
断するようになっている。５はＶ_c レギュレータであっ
て、ツェナーダイオードＺＤ、抵抗Ｒ、サイリスタＳＣ
Ｒ１とから構成されている。６は整流用のダイオード、
Ｃは発電コイル３のコンデンサ充電側半波出力により充
電される点火コンデンサである。７は点火コイルで、７
ａはその一次巻線、７ｂは二次巻線である。８は二次巻
線７ｂに接続された点火プラグである。点火信号演算回
路１９はセンサ９が発生した信号に基づいてマグネト１
の１回転に点火信号Ｖ_g を１回発生し、点火信号Ｖ_g を
サイリスタＳＣＲのゲートに印加する。サイリスタＳＣ
Ｒは同点火信号Ｖ_g によりターンオンする。又、Ｄはダ
イオードである。前記ダイオードＤ，６、スイッチング
回路４、Ｖ_c レギュレータ５とにより第１のコンデンサ
充電回路Ａが構成されている。

【０００３】この従来例では、図１３に示すようにマグ
ネト１のロータ２を１回転させると、固定子側の発電コ
イル３に４サイクルの正弦波状の電圧Ｖ_o が発生する。
なお、図１３中、破線で示す負方向出力は、ＣＤＩ回路
１０内のダイオードＤにより短絡されるため、電圧Ｖ_o
は実線で示す正方向のみの半波波形となる。次に、電圧
Ｖ_o により、スイッチング回路４に電流Ｉが流れ、回路
定数で決まる設定値Ｉ _thに達すると、スイッチング回路
４は遮断する。その際、電流Ｉの立ち下がり領域で点火
コンデンサＣを充電する。

【０００４】この充電は、マグネト１の１回転当たり４
回繰り返され、かつ、マグネト１の１回転に１回発生す
る点火信号Ｖ_g によってサイリスタＳＣＲが導通する。
このサイリスタＳＣＲの導通により、点火コンデンサＣ
の充電電荷を点火コイル７の一次巻線７ａを介して図中
実線で示すように放電し、その二次巻線７ｂに高電圧を
発生させることによって、点火プラグ８に飛火させる。
このときの点火コンデンサＣの電圧波形はＶ_c となる。

【０００５】又、他の従来例の試験装置を図１４に示
す。このＣＤＩ回路２０は、前記図１２に示したＣＤＩ
回路１０と異なり、発電コイル３の正方向出力（図中、
実線矢印方向）のみならず、負方向出力（図中、破線矢
印方向）をも点火コンデンサＣに充電するようにした回
路である。この回路では、正方向出力（図中、実線矢印
方向）で動作する第１のコンデンサ充電回路Ａと同一構
成であって、負方向出力（図中、破線矢印方向）で動作
する第２のコンデンサ充電回路Ｂを備えている。第２の
コンデンサ充電回路Ｂは発電コイル３の第１のコンデン
サ充電回路Ａ側の端子と反対側の端子に接続されるとと
もに、点火コンデンサＣを充電可能に接続されている。
そして、この従来例では、２気筒用に利用される一対の
点火プラグ８が点火コイル７の二次巻線７ｂを間にする
ように直列に接続されている。このＣＤＩ回路２０にお
いて、点火コンデンサＣの充電は、マグネト１の正方向
及び負方向出力において両コンデンサ充電回路Ａ，Ｂが
交互に動作することにより、行われる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の点火
装置の試験装置は実車と同様のマグネト発電機をモータ
で回転させ、その出力に試験すべきＣＤＩ回路１０，２
０を接続して動作を確認し、ＣＤＩ回路１０，２０が正
常か否かを判定していた。しかし、この試験装置はマグ
ネト１を回転させるモータが必要であり、装置が大掛か
りであるという問題があった。

【０００７】この発明は上記問題点を解消するためにな
されたものであって、その目的は、モータ等の大型の可
動部を必要とせず、小型、軽量、低コストである磁石発
電機出力模擬装置及び点火装置の試験装置を提供するこ
とにある。又、この発明は低回転から高回転にわたって
確実に試験できる磁石発電機出力模擬装置及び試験装置
を提供することも目的としている。さらに、点火装置の
保護機能を備えた試験装置を提供することも目的として
いる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに請求項１の発明は、所定時間毎にパルス信号を生成
するパルス波形生成手段と、 直流電源に対して接続さ
れ、前記パルス波形生成手段からのパルス信号に基づき
オンオフ制御される第１のスイッチング手段と、前記第
１のスイッチング手段に接続され、出力端子側が外部回
路に接続されるインダクタンスと、前記第１のスイッチ
ング手段とインダクタンスとの間に接続され、インダク
タンスに接続される外部回路内の電流通過が阻止された
とき、インダクタンスに蓄えられたエネルギの外部回路
への出力を許容するとともに、スイッチング手段のオン
作動時に直流電源からの電流の通過を阻止する整流手段
と、を備えた磁石発電機出力模擬装置をその要旨として
いる。

【０００９】請求項２の発明は、請求項１の構成に加え
て、前記パルス波形生成手段に対して接続され、パルス
波形生成手段からの出力信号を反転する信号反転手段
と、前記インダクタンスの外部回路出力側に接続され、
前記信号反転手段からの反転信号に基づいてオンオフ制
御し、インダクタンスからの出力を短絡する第２のスイ
ッチング手段と、を備えた磁石発電機出力模擬装置をそ
の要旨としている。

【００１０】請求項３の発明は、請求項１又は請求項２
の構成に加えて、前記インダクタンスに流れる電流を検
出し、その電流値が設定値以上のとき、第１のスイッチ
ング手段をオフに制御する過大電流検出手段を設けた磁
石発電機出力模擬装置をその要旨としている。

【００１１】請求項４の発明は、所定時間毎にパルス信
号を生成するパルス波形生成手段と、直流電源に対して
接続され、前記パルス波形生成手段からのパルス信号に
基づきオンオフ制御される第１のスイッチング手段と、
前記第１のスイッチング手段に接続され、出力端子側が
外部回路に接続されるインダクタンスと、前記第１のス
イッチング手段とインダクタンスとの間に接続され、イ
ンダクタンスに接続される外部回路内の電流通過が阻止
されたとき、インダクタンスに蓄えられたエネルギの外
部回路への出力を許容するとともに、スイッチング手段
のオン作動時に直流電源からの電流の通過を阻止する整
流手段と、前記インダクタンスの出力側に設けられ、点
火装置の回路と接続可能な接続端子とを備えた点火装置
の試験装置をその要旨としている。

【００１２】請求項５の発明は、請求項４の構成に加え
て、パルス波形生成手段に接続され、同パルス波形生成
手段からの出力信号の所定サイクル毎に疑似センサ信号
を発生する疑似センサ信号発生手段を備えた点火装置の
試験装置をその要旨としている。

【００１３】請求項６の発明は、請求項４又は請求項５
の構成に加えて、前記パルス波形生成手段に対して接続
され、パルス波形生成手段からの出力信号を反転する信
号反転手段と、前記インダクタンスの外部回路出力側に
接続され、前記信号反転手段からの反転信号に基づいて
オンオフ制御し、インダクタンスからの出力を短絡する
第２のスイッチング手段と、を備えた点火装置の試験装
置をその要旨としている。

【００１４】請求項７の発明は、請求項４乃至請求項５
のうちいずれかの請求項の構成に加えて、前記インダク
タンスに流れる電流を検出し、その電流値が設定値以上
のとき、第１のスイッチング手段をオフに制御する過大
電流検出手段を設けた点火装置の試験装置をその要旨と
している。

【００１５】

【作用】請求項１の発明は、パルス波形生成手段からの
パルス信号に基づき第１のスイッチング手段がオンオフ
制御されると、直流電源からインダクタンスに対してパ
ルス信号が出力される。スイッチング手段がオン作動さ
れたとき、整流手段は直流電源からの電流の通過を阻止
する。又、インダクタンスに接続される外部回路内の電
流通過が阻止されると、整流手段はインダクタンスに蓄
えられたエネルギの外部回路への出力を許容する。

【００１６】請求項２の発明は、信号反転手段はパルス
波形生成手段からの出力信号を反転し、その反転信号に
基づいて第２のスイッチング手段はオンオフ制御され、
インダクタンスからの出力を短絡する。

【００１７】請求項３の発明では過大電流検出手段はイ
ンダクタンスに流れる電流を検出し、その電流値が設定
値以上のとき、第１のスイッチング手段をオフに制御す
る。請求項４の発明では接続端子を介して点火装置であ
る外部回路が接続された状態で、パルス波形生成手段か
らの矩形波信号に基づき第１のスイッチング手段がオン
オフ制御されると、直流電源からインダクタンスに対し
てパルス信号が出力される。スイッチング手段がオン作
動されたとき、整流手段は直流電源からの電流の通過を
阻止する。又、インダクタンスに接続される外部回路内
の電流通過が阻止されると、整流手段はインダクタンス
に蓄えられたエネルギの外部回路への出力を許容する。

【００１８】請求項５の発明では疑似センサ信号発生手
段は、パルス波形生成手段からの出力信号の所定サイク
ル毎に疑似センサ信号を発生する。請求項６の発明では
信号反転手段は、パルス波形生成手段からの出力信号を
反転し、第２のスイッチング手段は、信号反転手段から
の反転信号に基づいてオンオフ制御され、インダクタン
スからの出力を短絡する。

【００１９】請求項７の発明では過大電流検出手段は、
インダクタンスに流れる電流を検出し、その電流値が設
定値以上のとき、第１のスイッチング手段をオフに制御
する。

【００２０】

【実施例】

（第１実施例）以下、この発明を磁石発電機出力模擬装
置１４及び試験装置１１に具体化した第１実施例を図１
及び図２に基づいて説明する。

【００２１】図１は、第１実施例の電気回路図、図２は
各信号等のタイムチャートを示す図である。なお、以下
の実施例において従来例と同一の構成又は相当する構成
について同一符合を付す。

【００２２】この第１実施例は、図１２に示したマグネ
ト１の発電コイル３をインダクタンスＬ、センサ９を疑
似センサ信号発生回路１３に置き換え、さらに、図１３
に示した正弦波状の半波波形を矩形波Ｖ_O に置き換えた
構成である。すなわち、マグネト１の代わりにパルス信
号として矩形波信号を発生する発振器１２が設けられて
いる。この発振器１２がパルス波形生成手段に相当す
る。又、直流電源＋Ｖはトランジスタ等からなる第１の
スイッチング手段としての半導体スイッチング素子（以
下、スイッチング素子という）ＳＷ１及び逆方向接続さ
れたダイオードＤ１を介して接地されている。前記ダイ
オードＤ１が整流手段に相当する。そして、前記発振器
１２は矩形波Ｖ_O をスイッチング素子ＳＷ１に対して出
力し、同スイッチング素子ＳＷ１をオンオフ制御する。
インダクタンスＬは前記ダイオードＤ１とスイッチング
素子ＳＷ１間に接続されている。さらに、インダクタン
スＬとダイオード６のアノード間には３個のダイオード
Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４が直列に接続されている。

【００２３】疑似センサ信号発生回路１３の入力端子
は、発振器１２の出力端子に接続され、また、出力端子
は、点火信号演算回路１９を介して、サイリスタＳＣＲ
のゲートに接続されている。疑似センサ信号発生回路１
３は，発振器１２からの矩形波Ｖ_OSC を用いて点火信号
演算回路１９が必要とするセンサ信号Ｖ_SIG を発生する
回路である。

【００２４】一方、点火信号演算回路１９は、ＣＤＩ回
路１０に含まれており、疑似センサ信号発生回路１３か
らの信号を用いて、矩形波の４サイクル毎に１回、点火
信号Ｖ_g を発生させ、サイリスタＳＣＲをターンオンさ
せる働きをする。

【００２５】すなわち、疑似センサ信号発生回路１３は
疑似センサ信号発生手段を構成している。なお、Ｔ１，
Ｔ２はダイオードＤ２，Ｄ３，Ｄ４の出力端子側、及び
疑似センサ信号発生回路１３の出力端子側に設けられた
接続端子である。

【００２６】Ｖ_c レギュレータ５は点火コンデンサＣの
電圧Ｖ_c が設定電圧Ｖ_cmaxに達すると、サイリスタＳＣ
Ｒ１がターンオンし、スイッチング回路４に流れる電流
Ｉを吸収するものである。

【００２７】前記ダイオードＤ、スイッチング回路４、
Ｖ_c レギュレータ５とにより第１のコンデンサ充電回路
Ａが構成されている。又、前記発振器１２、スイッチン
グ素子ＳＷ１、インダクタンスＬ、ダイオードＤ１〜Ｄ
４により、磁石発電機出力模擬装置１４が構成されてい
る。又、この磁石発電機出力模擬装置１４と疑似センサ
信号発生回路１３とにより、点火装置の試験装置１１が
構成されている。

【００２８】さて、この実施例の作用について説明す
る。発振器１２から矩形波信号Ｖ_OSC を出力し、これに
よって直流電源＋Ｖに接続されたスイッチング素子ＳＷ
１をオン，オフ制御すると、インダクタンスＬにはＶ_O
に示す矩形波電圧が印加される。なお、Ｖ_O は矩形波信
号Ｖ_OSC と相似波形である。

【００２９】次に、矩形波電圧Ｖ_O によりスイッチング
回路４に電流Ｉが流れ、スイッチング回路４内の回路定
数で決まる設定電流値Ｉ_thに達すると、スイッチング回
路４はオフする。その際、電流Ｉの立ち上がり領域でイ
ンダクタンスＬに蓄えられたエネルギが、電流Ｉの立ち
下がり領域でダイオードＤ２〜Ｄ４、６、点火コイル７
の一次巻線７ａ、及びダイオードＤ１を介して点火コン
デンサＣを充電する。

【００３０】そして、この動作が４回繰り返され、点火
信号演算回路１９からＶ_O 波形の４サイクルに１回毎の
点火信号Ｖ_g を発生させると、サイリスタＳＣＲがター
ンオンする、このサイリスタＳＣＲのターンオンによ
り、点火コンデンサＣの充電電荷は点火コイル７の一次
巻線７ａを介して放電され、その結果、点火コンデンサ
Ｃの二次巻線７ｂに高電圧が発生することにより、点火
プラグ８に飛火させる。従って、点火コンデンサＣの電
圧波形は、図２に示すＶ_C となる。

【００３１】ここで、疑似センサ信号発生回路１３は、
Ｖ_O 波形の４サイクル毎に１回、疑似センサ信号Ｖ_SIG
を発生させる。そして、この信号が点火信号演算回路１
９に入力され、Ｖ_O 波形の４サイクル毎に１回、点火信
号Ｖ_g を発生させ、サイリスタＳＣＲをターンオンさせ
る。

【００３２】疑似センサ信号発生回路１３は、発振器１
２からの矩形波Ｖ_OSC を用いて点火信号演算回路１９が
必要とするセンサ信号、例えば、ある進角幅をもって
正、負のパルスを出力する信号Ｖ_SIG を作る回路である
（図２参照）。

【００３３】尚、この疑似センサ信号Ｖ_SIG に要求され
る波形の仕様は、被試験物であるＣＤＩ回路１０の機種
によって異なっている。従って、上記例の、ある進角幅
をもって正、負のパルスを出力するものに限定されるわ
けではなく、ある進角幅をもって負、正のパルスを出力
するもの、あるいは、正パルスのみを発生するもの等が
ある。

【００３４】一方、点火信号演算回路１９は、被試験物
であるＣＤＩ回路１０に含まれており、上記進角幅の中
で、疑似センサ信号発生回路１３からの信号を用いて、
矩形波Ｖ_O の４サイクル毎に１回、点火信号Ｖ_g を発生
させ、サイリスタＳＣＲをターンオンさせるものであ
る。

【００３５】尚、進角幅の中のどの位置で点火信号Ｖ_g
を発生させるかは、回転数等のエンジン運転条件によっ
て決まり、これを演算するのが、点火信号演算回路１９
であり、図２のＶ_g は、最進角位置の例が示してある。

【００３６】以上、説明したように、この実施例ではイ
ンダクタンスＬを矩形波電源で駆動することにより、Ｃ
ＤＩ回路１０に対して、マグネトと同等の動作をさせる
ことが可能となる。

【００３７】（第２実施例）次に第２実施例を図３及び
図４に従って説明する。この実施例は、第１実施例の構
成に対してＶ_C レギュレータ内サイリスタＳＣＲ１のタ
ーンオフ制御機能付の構成であるところが異なってい
る。

【００３８】すなわち、第１実施例の構成に加えて、イ
ンダクタンスＬとダイオードＤ２の間にはトランジスタ
等からなる第２のスイッチング手段としての半導体スイ
ッチング素子（以下、スイッチング素子という）ＳＷ２
が接続されている。又、発振器１２の出力端子は信号反
転手段としてのインバータＩＮＶ１を介してスイッチン
グ素子ＳＷ２に接続されている。そして、発振器１２か
ら出力された矩形波Ｖ _OSC をインバータＩＮＶ１にて反
転させ、スイッチング素子ＳＷ２をスイッチング素子Ｓ
Ｗ１とは逆位相でオン，オフ制御する。

【００３９】従って、この第２実施例では発振器１２、
スイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ２、インバータＩＮＶ
１、インダクタンスＬ、ダイオードＤ１〜Ｄ４により、
磁石発電機出力模擬装置２４が構成されている。又、こ
の磁石発電機出力模擬装置２４と疑似センサ信号発生回
路１３とにより、試験装置２１が構成されている。

【００４０】さて、以上のように構成された第２実施例
の作用について説明する。まず、図３においてスイッチ
ＳＷ２がない場合、すなわち第１実施例の作用と同様の
作用をさらに詳しく説明する。

【００４１】今、コンデンサ電圧Ｖ_C が図４に示すよう
に時刻ｔ１でＶ_C レギュレータ５の設定電圧Ｖ_cmaxに達
すると、Ｖ_c レギュレータ５がオンし、内部サイリスタ
ＳＣＲ１のアノード電流Ｉ２は、時刻ｔ１から流れ始
め、時刻ｔ２以降も図の破線で示すように流れ続け、ス
イッチング回路４を流れる電流Ｉ１（例えば、ｔ３〜ｔ
４）を吸収する。従って、電流Ｉ１は流れず（破線図
示）、スイッチング回路４は動作不能となって、点火コ
ンデンサＣは充電されない（破線図示）。

【００４２】ここで、スイッチング素子ＳＷ１がオフ領
域（Ｖ_O がロー）でＩ２（時刻ｔ２〜ｔ３，ｔ４〜ｔ
５，……の破線図示部分）が流れる理由は、スイッチン
グ素子ＳＷ１がオン領域（Ｖ_O がハイ）でインダクタン
スＬに蓄えられたエネルギによる電流が、インダクタン
スＬからダイオードＤ２〜Ｄ４、Ｄ１を介してＶ_c レギ
ュレータ５に流れるためである。なお、Ｖ_O は矩形波信
号Ｖ_OSC と相似波形である。

【００４３】発振器１２の矩形波の周波数（これはエン
ジン回転数に相当する）が低い場合には、インダクタン
スＬからの電流が消失すると、Ｖ_c レギュレータ５内サ
イリスタＳＣＲ１はターンオフする。しかし、発振器１
２の矩形波の周波数が高い（エンジン回転数が高い場合
に相当する）場合にはインダクタンスＬからの電流が消
失する前に次の充電サイクルが到来し、サイリスタＳＣ
Ｒ１はターンオフしなくなる。このような状態になる
と、点火コンデンサＣは充電されなくなり、製品の動作
試験ができなくなってしまう。

【００４４】なお、従来例の図１２の実機マグネトを使
用した試験装置におけるＶ_c レギュレータ５も本実施例
と同様に構成されており、発電コイル３に生じる負方向
出力のためＶ_c レギュレータ５内サイリスタＳＣＲ１は
ターンオフされるが、図１の第１実施例の試験装置の場
合には、発振器１２の矩形波の周波数が高い（エンジン
回転数が高い場合に相当する）場合にはサイリスタＳＣ
Ｒ１はターンオンしたままである。

【００４５】そのため、第２実施例では、スイッチング
素子ＳＷ２が設けられている。すなわち、スイッチＳＷ
２（半導体スイッチング素子）が有る場合、スイッチン
グ素子ＳＷ２はスイッチング素子ＳＷ１と逆位相でオ
ン，オフ制御される。この結果、スイッチング素子ＳＷ
２はＶ_c レギュレータが動作する時刻ｔ１以降、スイッ
チング素子ＳＷ１の遮断領域（時刻ｔ２〜ｔ３、時刻ｔ
４〜ｔ５、……）の電流Ｉ２（破線図示）を電流Ｉ３
（実線図示）として吸収する。

【００４６】従って、Ｖ_c レギュレータ５内サイリスタ
ＳＣＲ１のアノード電流Ｉ２は、スイッチング素子ＳＷ
１の遮断領域で流れなくなり、このサイリスタＳＣＲ１
をターンオフすることができる。

【００４７】以上説明したように、スイッチング素子Ｓ
Ｗ２の追加により、高速回転数相当領域においてもＶ_c
レギュレータ５内サイリスタＳＣＲ１のターンオフを可
能とし、各波形は実線で示す正常波形となる。

【００４８】（第３実施例）次に第３実施例を図５及び
図６に従って説明する。この実施例はＶ_c レギュレータ
５の過大電流防止機能付構成の実施例である。

【００４９】前述の第２実施例では、Ｖ_c レギュレータ
５の動作中は、直流電源＋Ｖを、スイッチング素子ＳＷ
１、インダクタンスＬ、ダイオードＤ２〜Ｄ４を介して
短絡する回路を形成している。そして、発振器１２から
出力される矩形波の周波数が低い領域、すなわち、エン
ジンの低速回転数相当領域においては、Ｖ_O の周期が長
くなるのに伴い、Ｖ_O がハイとなっている時間が長くな
り、Ｖ_c レギュレータ５の導通時間ｔ１〜ｔ３が長くな
るため、直流電源＋ＶからＶ_c レギュレータ５に過大電
流が流れる場合がある。

【００５０】そこで、この電流を設定値以下に制御する
機能を追加したのが、図５に示す構成である。この第３
実施例では、直流電源＋Ｖとスイッチング素子ＳＷ１と
の間にトランス１５が設けられている。なお、トランス
１５の二次巻線１５ｂの両端子には保護ダイオード１
６、及び抵抗Ｒ１が接続され、保護ダイオード１６のア
ノードは接地されている。トランス１５の二次巻線１５
ｂには抵抗Ｒ２，Ｒ３、オペアンプＯＰ１、積分コンデ
ンサＣ_opから構成される積分回路１７が接続されてい
る。積分コンデンサＣ_opの両端子にはトランジスタ等か
らなる半導体スイッチング素子ＳＷ３が接続され、同ス
イッチング素子ＳＷ３のオンにより、積分コンデンサＣ
_opはリセットされる。

【００５１】積分回路１７の出力側にはコンパレータＣ
Ｐ等よりなる比較回路１８が接続されている。同コンパ
レータＣＰは非反転入力端子に印加されるＶ_opとしきい
値Ｖ _thとを比較し、Ｖ_opがしきい値Ｖ_th以上になるとＶ
_compの出力はハイとなる。又、Ｖ_opがしきい値Ｖ_th未満
であると、Ｖ_comp出力はローとなる。前記コンパレータ
ＣＰの出力端子はＲＳフリップフロップＦＦのＳ入力端
子に接続されている。また、コンパレータＣＰの出力端
子は、抵抗Ｒ４を介して直流電源Ｖ_CCにプルアップされ
ているが、これは、コンパレータＣＰとして出力段がオ
ープンコレクタ（またはオープンドレイン）タイプを使
用したためであり、出力段がコンプリメンタリタイプの
場合は、抵抗Ｒ４は不要である。

【００５２】ＲＳフリップフロップＦＦのＲ入力端子は
インバータＩＮＶ２を介して発振器１２の出力端子に接
続されている。又、ＲＳフリップフロップＦＦのＱ_inv
（反転）出力端子はアンド回路ＡＮＤの一方の入力端子
に接続されている。又、アンド回路ＡＮＤの他方の入力
端子は前記発振器１２の出力端子に接続されている。ア
ンド回路ＡＮＤの出力端子はインバータＩＮＶ１を介し
てスイッチング素子ＳＷ２及びスイッチング素子ＳＷ３
に接続されている。

【００５３】前記トランス１５、積分回路１７及び比較
回路１８とにより過大電流検出手段が構成されている。
又、前記直流電源＋Ｖ、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ
２、インダクタンスＬ、ダイオードＤ１〜Ｄ４、トラン
ス１５、保護ダイオード１６、積分回路１７、比較回路
１８、ＲＳフリップフロップＦＦ、スイッチング素子Ｓ
Ｗ３、アンド回路ＡＮＤ、インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ
２とにより、磁石発電機出力模擬装置としての第１の給
電回路αが構成され、この第１の給電回路α（磁石発電
機出力模擬装置）と疑似センサ信号発生回路１３とによ
りこの実施例における試験装置３１が構成されている。

【００５４】さて、上記のように構成された第３実施例
の作用について説明する。この実施例では、直流電源＋
ＶからＣＤＩ回路１０に流入する電流Ｉは、スイッチン
グ回路４に流れる電流Ｉ１、及びＶ_c レギュレータ５に
流れる電流Ｉ２に分流する。Ｖ_c レギュレータ５の動作
中は、スイッチング回路４はオフしているため、Ｉ１＝
０となり、Ｉ２＝Ｉとなる。従って、電流Ｉを検出すれ
ば、Ｖ_c レギュレータ５に流れる電流Ｉ２を検出でき
る。

【００５５】いま、トランス１５の一次巻線１５ａに電
流Ｉを流し、コンデンサ電圧Ｖ_c が、充電４山目、時刻
ｔ１で設定電圧Ｖ_cmaxに達すると、時刻ｔ１以降、Ｖ_c
レギュレータ５が動作し、電流Ｉ２、すなわち、電流Ｉ
が増加する。トランス１５の二次側誘起電圧Ｖｉを積分
回路１７のオペアンプＯＰ１で積分することによって、
電流Ｉを電圧Ｖ_opとして検出する。なお、電圧Ｖ_opは電
流Ｉと相似形波形となる。更に、コンパレータＣＰによ
り、しきい値Ｖ_thと比較することによって、Ｖ _compを得
る。そして，電圧Ｖ_opがしきい値Ｖ_thを越えたときに図
６に示すようにＶ_compはハイとなってＲＳフリップフロ
ップＦＦのＳ入力端子に印加され、一方、Ｒ入力端子は
インバータＩＮＶ２によりＶ_osc の波形が反転されてロ
ーの信号が印加される。

【００５６】この結果、ＲＳフリップフロップＦＦから
アンド回路ＡＮＤの一方の入力端子にはローの信号が、
アンド回路ＡＮＤの他方の入力端子にはハイの信号が入
力される。すると、アンド回路ＡＮＤからローのＶ_s の
信号が出力され、このＶ_s の信号がスイッチング素子Ｓ
Ｗ１をオフ制御する。なお、Ｖ_O はＶ_s と相似形波形で
ある。この結果、電圧Ｖ_opが設定値Ｖ_th以上（Ｉが設定
値以上）となる時刻ｔ２〜ｔ３領域のＶ_O がカットされ
ることにより、電流Ｉ（図示斜線部分）がカットでき
る。従って、図６の各波形は実線で示す波形となる。

【００５７】なお、このＶ_s の反転信号により、スイッ
チング素子ＳＷ３はオン制御され、積分コンデンサＣ_op
は時刻ｔ２でリセットされる。以上のように、スイッチ
ング素子ＳＷ１をＶ_s の信号を用いて制御することによ
り、Ｖ_c レギュレータ５に流れる過大電流をカットする
と同時に装置の消費電流を低減できるため、＋Ｖとして
用いる直流電源として、より、小容量のものが使用可能
となる。

【００５８】又、前述した図３の第２実施例では、スイ
ッチング素子ＳＷ２の制御信号としてＶ_OSC の反転信号
を用いたが、この実施例では、これをＶ_s の反転信号を
使用し、Ｖ_c レギュレータ内サイリスタＳＣＲ１のアノ
ード電流休止区間をｔ３〜ｔ４からｔ２〜ｔ４へと拡大
し、サイリスタＳＣＲ１のより確実なターンオフを可能
とした。

【００５９】なお、ダイオードＤ２〜Ｄ４は、スイッチ
ング素子ＳＷ２のオン電圧を、Ｖ_cレギュレータ５のオ
ン電圧より、見かけ上低くし、スイッチング素子ＳＷ２
を確実に動作させるために設けてあるが、ダイオードの
数は本実施例の３個に限定されるものではなく、必要に
応じて増減してもよい。 （第４実施例）次に第４実施例を図７、図８及び図９に
従って説明する。

【００６０】図７及び図８は回路構成が示されており、
図９は動作波形が示されている。上記各実施例（第１実
施例〜第３実施例）はいずれも発振器１２の正方向出力
のみを利用するために、ＣＤＩ回路１０は、スイッチン
グ回路４、及びＶ_c レギュレータ５を１組のみ備えたも
のである。

【００６１】これに対してこの第４実施例では、発振器
１２の正負両方向出力を利用して、コンデンサ充電回数
を２倍にして、充電効率を高めている。この実施例は、
２気筒用に利用されるものであり、ＣＤＩ回路２０は、
スイッチング回路４及びＶ_cレギュレータ５、ダイオー
ドＤとからなるコンデンサ充電回路を２組備えている。
各組をそれぞれ第１のコンデンサ充電回路Ａと第２の充
電回路Ｂとすると、各充電回路Ａ，Ｂは互いに同一構成
であり、又、各充電回路Ａ，Ｂは前記第３実施例で説明
した充電回路構成と同一であるため、構成の説明を省略
する。なお、この実施例では、説明の便宜上第１の給電
回路αのインダクタンスにはＬａを、第２の給電回路β
のインダクタンスにはＬｂの符合を付す。

【００６２】この実施例では、図５，６に示す前記第３
実施例では利用していない発振器１２の出力の休止領域
（Ｖ_OSC がロー領域）においても、点火コンデンサＣを
充電する構成となっている。すなわち、発振器１２の出
力（Ｖ_osca）をそのまま利用する第１の給電回路αと、
発振器１２の反転出力（Ｖ_oscb）を利用する第２の給電
回路βとを備えている。両給電回路α，βは互いに同一
構成であるとともに、前記第３実施例の給電回路αと同
一であるため、構成の説明を省略する。そして、第２の
給電回路βのインバータＩＮＶ２及びアンド回路ＡＮＤ
の一方の入力端子はインバータＩＮＶ３を介して発振器
１２の出力端子に接続されている。なお、Ｔ３は第２の
給電回路βと第２のコンデンサ充電回路Ｂとの接続端子
である。

【００６３】そして、ＣＤＩ回路２０の点火コンデンサ
Ｃは、第１のコンデンサ充電回路Ａ及び第２の充電回路
Ｂの両者から給電されるため、同一周期における充電回
数は、図６に示した第３実施例の２倍となる。

【００６４】次に本実施例における動作の詳細を説明す
る。 （ａ）まず、発振器１２の出力Ｖ_oscaがインバータＩＮ
Ｖ３にて反転され、その反転出力Ｖ_oscbの第１波形が第
２の給電回路βに入力されると、この給電回路βからＣ
ＤＩ回路２０内の第２のコンデンサ充電回路Ｂのスイッ
チング回路４へ電流Ｉ_b1＝Ｉ_b （この時、Ｉ_b2＝０）が
流れる。そして、その立ち上がり領域でインダクタンス
Ｌｂにエネルギを蓄え、立ち下がり領域でエネルギを放
出して点火コンデンサＣを電圧Ｖ１に充電する。

【００６５】（ｂ）次に、発振器１２の出力Ｖ_oscaの第
１波形が第１の給電回路αに入力されると、この給電回
路αからＣＤＩ回路２０内の第１のコンデンサ充電回路
Ａのスイッチング回路４に電流Ｉ_a1＝Ｉ_a （この時、Ｉ
_a2＝０）が流れる。そして、その立ち上がり領域でイン
ダクタンスＬａにエネルギを蓄え、立ち下がり領域でエ
ネルギを放出し、点火コンデンサＣを電圧Ｖ１からＶ２
迄充電する（図９のＶ _c 参照）。

【００６６】（ｃ）更に、発振器１２の反転出力Ｖ_oscb
の第２波形が第２の給電回路βに入力されると、上記
（ａ）と同様にして、インダクタンスＬｂに蓄えられた
エネルギによって点火コンデンサＣを充電する。

【００６７】今、コンデンサ電圧Ｖｃが、時刻ｔ１で、
第２の充電回路Ｂ内のＶ_c レギュレータ５の設定電圧Ｖ
_cmaxに達すると、時刻ｔ１以降、同Ｖ_c レギュレータ５
が動作し、第２の給電回路βにおけるインダクタンスＬ
_b に流れる電流Ｉ_b が増加する。そして、電流Ｉ_b 、す
なわち積分回路１７から比較回路１８に印加される信号
Ｖ_opb が設定値Ｖ_thb 以上になると、ｔ２〜ｔ３領域の
電流Ｉ_b （図９の斜線部分）をカットし、第２のコンデ
ンサ充電回路Ｂ内のＶ_c レギュレータ５に流入する電流
をカットする。なお、Ｖ_opb とＩ_b とは相似波形であ
る。

【００６８】又、同時に、インダクタンスＬ_b に印加さ
れるｔ２〜ｔ３領域のＶ_obをカットし、第２のコンデン
サ充電回路ＢのＶ_c レギュレータ５内のサイリスタＳＣ
Ｒ１のアノード電流休止区間を、ｔ３〜ｔ６からｔ２〜
ｔ６へと拡大し、このサイリスタＳＣＲ１のより確実な
ターンオフを可能としている。

【００６９】（ｄ）最後に、発振器１２の出力Ｖ_OSCaの
第２波形が第１の給電回路Ａに入力されると、上記
（ｂ）と同様にして、インダクタンスＬａに蓄えられた
エネルギによって点火コンデンサＣを充電する。

【００７０】ところで、コンデンサ電圧Ｖ_c は、時刻ｔ
４において、既に、設定電圧Ｖ_cmaxとなっているため、
これ以上は充電されず、時刻ｔ４から第１のコンデンサ
充電回路Ａ内のＶ_c レギュレータ５が動作し、その回路
電流Ｉ_a が増加する。

【００７１】そして、時刻ｔ５で電流Ｉ_a 、すなわち積
分回路１７の出力信号Ｖ_opa が設定値Ｖ_tha （Ｖ_tha ＝
Ｖ_thb ）以上になると、ｔ５〜ｔ６領域の電流Ｉ_a （図
示斜線部分）をカットし、第１のコンデンサ充電回路Ａ
内のＶ_c レギュレータ５に流入する電流をカットする。
なお、Ｖ_opa とＩ_a とは相似波形である。又、同時にイ
ンダクタンスＬ_a に印加されるｔ５〜ｔ６領域のＶ_oaを
カットし、第１のコンデンサ充電回路ＡのＶ_c レギュレ
ータ５内サイリスタＳＣＲ１のアノード電流休止区間
を、ｔ６〜ｔ７からｔ５〜ｔ７へと拡大し、このサイリ
スタＳＣＲ１のより確実なターンオフを可能としてい
る。 （第５実施例）次に、第５実施例を図１０及び図１１に
従って説明する。

【００７２】この実施例はＶ_c レギュレータの電流制御
機能付の実施例であって、前記第３実施例の構成中、ス
イッチング回路４が省略されている。この実施例では、
ＣＤＩ回路５０に点火コンデンサＣを昇圧充電するため
のスイッチング回路がないため、点火コンデンサＣを直
接充電する必要があり、電源＋Ｖの電圧として、コンデ
ンサ電圧そのもの（一般的に２００〜３００Ｖ）が必要
である。

【００７３】以下、図１０及び図１１に基づいて動作説
明する。この実施例も図５と同様、Ｖ_c レギュレータ動
作時、直流電流＋Ｖをスイッチング素子ＳＷ１、インダ
クタンスＬ、ダイオードＤ２〜Ｄ４を介して短絡する回
路が形成されている。

【００７４】そして、低速回転数相当領域においては、
Ｖ_O の周期が長くなるのに伴いＶ_Oがハイとなっている
時間が長くなり、Ｖ_c レギュレータ５の導電時間が長く
なるため、＋ＶからＶ_c レギュレータに過大電流が流れ
る問題がある。

【００７５】今、コンデンサ電圧Ｖ_C が、充電４山目、
時刻ｔ１で設定電圧Ｖ_cmaxに達すると、Ｖ_c レギュレー
タ５が動作し、ｔ１〜ｔ３間、電流Ｉ２が流れ、この部
分で電流Ｉが増加する（ｔ２〜ｔ３間は、破線図示）。

【００７６】そこで、図５と同様に電流Ｉを電圧として
検出したＶ_opを設定値Ｖ_thと比較する。今、時刻ｔ２で
設定値Ｖ_thに達すると、スイッチング素子ＳＷ１がオフ
し、ｔ２〜ｔ３領域のＶ_O をカットするため、Ｖ_op、す
なわち、電流Ｉの斜線図示部分がカットされる。又、同
時に、ｔ２〜ｔ３領域のＶ_o をカットし、Ｖ_c レギュレ
ータ５内サイリスタＳＣＲ１のアノード電流休止区間を
ｔ３〜ｔ４からｔ２〜ｔ４へと拡大し、このサイリスタ
ＳＣＲ１の確実なターンオフが可能となる。

【００７７】従って、図１１の各波形は、実線で示す波
形となり、Ｖ_c レギュレータ動作時の過大電流を抑える
ことができる。なお，この発明は前記実施例に限定され
るものではなく、下記のように実施してもよい。

【００７８】前記各実施例では、パルス信号として矩形
波を使用したが、他のパルス波、例えば、三角波、鋸波
等のように所定のパルス幅を備えた波形が生成される発
振器を使用してもよい。

【００７９】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１及び請求
項４の発明は、モータ等の大型の可動部を必要とせず、
小型、軽量、低コストとすることができる。

【００８０】又、請求項２及び請求項６の発明は、低回
転から高回転に相当する全使用回転数範囲での点火装置
の機能試験が可能となる。請求項５の発明は、パルス波
形生成手段から出力された出力信号の所定サイクル毎に
疑似センサ信号発生手段から疑似センサ信号を発生させ
ることができ、こり疑似センサ信号に基づいて点火装置
の試験を行うことができる。

【００８１】請求項３及び請求項７の発明は、過大電流
がカットできるため、点火装置の損傷を防止でき、さら
に、消費電流が低減できるため、磁石発電機出力模擬装
置及び点火装置の試験装置に使用される直流電源を小容
量とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の電気回路図。

【図２】同じくタイミングチャート。

【図３】第２実施例の電気回路図。

【図４】同じくタイミングチャート。

【図５】第３実施例の電気回路図。

【図６】同じくタイミングチャート。

【図７】第４実施例の全体の電気回路図。

【図８】同じく第２の給電回路、第２のコンデンサ充電
回路の電気回路図。

【図９】同じくタイミングチャート。

【図１０】第５実施例の電気回路図。

【図１１】同じくタイミングチャート。

【図１２】従来例の電気回路図。

【図１３】同じくタイミングチャート。

【図１４】他の従来例の電気回路図。

【符号の説明】

４…スイッチング回路、５…Ｖ_c レギュレータ、７…点
火コイル。８…点火プラグ、１０，２０，５０…ＣＤＩ
回路、１１，２１，３１，４１…試験装置、１２…パル
ス波形生成手段としての発振器、１３…疑似センサ信号
発生回路、１５…トランス、１７…積分回路、１８…比
較回路（トランス１５、積分回路１７とともに過大電流
検出手段を構成している）、１９…点火信号発生手段と
しての点火信号演算回路、１４，２４，３４…磁石発電
機出力模擬装置、Ａ…第１のコンデンサ充電回路、Ｂ…
第２のコンデンサ充電回路、Ｃ…点火コンデンサ、ＳＣ
Ｒ…サイリスタ、Ｌ…インダクタンス、ＳＷ１…第１の
スイッチング手段としての半導体スイッチング素子、Ｓ
Ｗ２…第２のスイッチング手段としての半導体スイッチ
ング素子、ＳＷ３…半導体スイッチング素子。Ｄ１…整
流手段としてのダイオード、ＩＮＶ１…信号反転手段と
してのインバータ、Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３…接続端子。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｐ 11/00 Ｚ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定時間毎にパルス信号を生成するパル
   ス波形生成手段と、 直流電源に対して接続され、前記パルス波形生成手段か
   らのパルス信号に基づきオンオフ制御される第１のスイ
   ッチング手段と、 前記第１のスイッチング手段に接続され、出力端子側が
   外部回路に接続されるインダクタンスと、 前記第１のスイッチング手段とインダクタンスとの間に
   接続され、インダクタンスに接続される外部回路内の電
   流通過が阻止されたとき、インダクタンスに蓄えられた
   エネルギの外部回路への出力を許容するとともに、スイ
   ッチング手段のオン作動時に直流電源からの電流の通過
   を阻止する整流手段と、を備えたことを特徴とする磁石
   発電機出力模擬装置。
2. 【請求項２】 前記パルス波形生成手段に対して接続さ
   れ、パルス波形生成手段からの出力信号を反転する信号
   反転手段と、 前記インダクタンスの外部回路出力側に接続され、前記
   信号反転手段からの反転信号に基づいてオンオフ制御
   し、インダクタンスからの出力を短絡する第２のスイッ
   チング手段と、を備えた請求項１に記載の磁石発電機出
   力模擬装置。
3. 【請求項３】 前記インダクタンスに流れる電流を検出
   し、その電流値が設定値以上のとき、第１のスイッチン
   グ手段をオフに制御する過大電流検出手段を設けた請求
   項１又は請求項２に記載の磁石発電機出力模擬装置。
4. 【請求項４】 所定時間毎にパルス信号を生成するパル
   ス波形生成手段と、 直流電源に対して接続され、前記パルス波形生成手段か
   らのパルス信号に基づきオンオフ制御される第１のスイ
   ッチング手段と、 前記第１のスイッチング手段に接続され、出力端子側が
   外部回路に接続されるインダクタンスと、 前記第１のスイッチング手段とインダクタンスとの間に
   接続され、インダクタンスに接続される外部回路内の電
   流通過が阻止されたとき、インダクタンスに蓄えられた
   エネルギの外部回路への出力を許容するとともに、スイ
   ッチング手段のオン作動時に直流電源からの電流の通過
   を阻止する整流手段と、 前記インダクタンスの出力側に設けられ、点火装置の回
   路と接続可能な接続端子とを備えた点火装置の試験装
   置。
5. 【請求項５】 パルス波形生成手段に接続され、同パル
   ス波形生成手段からの出力信号の所定サイクル毎に疑似
   センサ信号を発生する疑似センサ信号発生手段を備えた
   請求項４に記載の点火装置の試験装置。
6. 【請求項６】 前記パルス波形生成手段に対して接続さ
   れ、パルス波形生成手段からの出力信号を反転する信号
   反転手段と、 前記インダクタンスの外部回路出力側に接続され、前記
   信号反転手段からの反転信号に基づいてオンオフ制御
   し、インダクタンスからの出力を短絡する第２のスイッ
   チング手段と、を備えた請求項４又は請求項５に記載の
   点火装置の試験装置。
7. 【請求項７】 前記インダクタンスに流れる電流を検出
   し、その電流値が設定値以上のとき、第１のスイッチン
   グ手段をオフに制御する過大電流検出手段を設けた請求
   項４乃至請求項６のうちいずれかの請求項に記載の点火
   装置の試験装置。