JPS5852380Y2 - 内燃機関用点火装置の演算回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、内燃機関の点火装置における点火時期又は点
火コイルの通電開始時期を演算する点火装置用演算回路
に関する。

近年排ガス規制に伴って、内燃機関の点火装置用制御回
路の電子化が進んでいる。

制御方式には、コンデンサの充放電を利用したアナログ
方式とマイクロプロセッサ等を利用したディジタル方式
があり、アナログ方式は二輪車や産業用車両等の如く小
型化を要求される比較的小規模のシステムに利用されて
いる場合が多い。

前記アナログ方式においては、コンデンサの充放電を利
用しているため、内燃機関の回転数が低くなるにつれて
演算周期が長くなった時コンデンサが飽和電圧に達して
正規動作ができなくなるという欠点がある。

、このため、飽和電圧に達する回転数あるいはそれ以前
の回転数を検出して、演算回路を切り離して回転センサ
の信号を利用したり、あるいはコンデンサを切替えてそ
の容量を大きくし飽和に達する回転数を下げることによ
ってこの難点をかわしていた。

従って、従来技術においては回転数検出回路等を含む複
雑な回路を必要とするという欠点があった。

本考案は、上記点に鑑み、内燃機関の各点火基本時期毎
にデユーティ比一定の回転パルス信号を発生する回転セ
ンサを設け、その回転パルス信号が第１のレベルを示す
第１の所定回転角の間に第１のコンデンサを充電し、か
つその信号が第２のレベルを示す第２の所定回転角の間
その充電電圧の値を保持する一方、この第２の所定回転
角の間第２のコンデンサを充電して、この充電電圧が第
１のコンデンサのピーク値と一致した時点で一致信号を
得、この一致信号と回転パルス信号との論理処理を行う
ことによって点火コイルの通電又は遮断時期を機関回転
数に応じて制御する回路を構威し、かつ第１のコンデン
サの飽和充電電圧値を第２のコンデンサの飽和充電電圧
値より大きくなるように設定することにより、機関の中
高回転時には第１．第２のコンデンサにて通電又は遮断
時期を良好に制御でき、かつ両コンデンサが飽和に達す
る低回転時においても従来のような回転検出回路を必要
とせずに点火コイルの通電又は遮断時期を回転パルス信
号に応じた時期に固定することができる内燃機関用点火
装置の演算回路を提供することを目的とする。

次に本発明の第１の実施例を図面を用いて説明する。

第１図は本考案を点火時期制御（即ち点火コイルの通電
遮断時期制御）に用いた場合の詳細構成を示す回路図で
、ａは入力端子、ｂは出力端子、■８は電源端子を示す
。

入力端子ａは内燃機関のクランク回転を検出する回転セ
ンサ１００に接続さ札出力端子すは点火プラグを点火制
御するための火花発生装置２００に接続される。

Ｒ１−Ｒ１４は抵抗、０１〜Ｃ４はコンデンサ、Ｑ１〜
Ｑ４ｉｄ）ランジスタ、Ｄｌはダイオード、１０はイン
バータ、２０は比較器、３０はＯＲ素子でアル。

コンデンサＣ１は第１のコンデンサ、コンデンサＣ２は
第２のコンデンサで、抵抗Ｒ１〜Ｒ３、トランジスタＱ
１、ダイオードＤ１は定電流回路を構成する。

第２図及び第３図は、第１図の各部波形を示すタイミン
グチャートで、第２図は機関の中高回転時、第３図は低
回転時を示し、１は入力端子ａＫ大入力れる回転センサ
１００からの回転パルス信号、２は第１のコンデンサＣ
１の端子電圧Ｃと第２のコンデンサＣ２の端子電圧ｄの
波形、３は比較器２０の出力、４は出力端子すの出力を
示す。

ここで、■１は第１のコンデンサＣ１の飽和電圧、■２
は第２のコンデンサの飽和電圧を示す。

第２，３図１においてＡ、Ｂ点はクランク軸の特定の回
転位置に対応し、Ａ点はイニシャル点火位置（例えばＢ
ＴＤＣ１０°）、Ｂ点は最大進角位置あるいはそれ以前
に設定されている。

Ａ点から次のＡ点１でか点火間隔と同じ回転角であり、
Ａ点からＢ点の回転角ω、Ｂ点からＡ点の回転角ηは常
に一定値に保たれる。

０点は点火位置であり、この０点からＡ点までの回転角
αが進角度である。

第１のコンデンサＣ１は、回転角ωの間にトランジスタ
Ｑ１から供給される電流によって充電される。

トランジスタＱ１を流れる電流は、抵抗Ｒ３を流れる一
定電流から、抵抗Ｒ４とコンデンサＣ３で決する一定時
定数で流れる電流を差引いたものであり、コンデンサＣ
１の端子電圧は第２図２中Ｃのような波形となり、この
ような波形Ｃとすることによって進角度の調整範囲を広
くするようにしである。

回転角ηの間はトランジスタＱ１がオフとなるため、コ
ンデンサＣ１はピーク電圧を保持する。

第２図１中Ａ点において、トランジスタＱ２が瞬間的に
オンしてコンデンサＣ１の電荷を抵抗Ｒ５を介して放電
してリセットする。

コンデンサＣ３は、回転角ηの間トランジスタＱ３がオ
ンしているためリセットされている。

第２のコンデンサＣ２は、回転角ωの間はトランジスタ
Ｑ４がオンしているのでリセットさへ回転角ηの間は一
定時定数で充電される。

コンデンサＣ２の充電時定数はＲ−Ｃ２、飽和電圧はｖ
２で、各々下記のようになる。

（ただし、Ｒ９・ＲＩＯは抵抗Ｒ９、ＲＩ Ｏの抵抗値
を示す。

）飽和電圧■２は抵抗比Ｒ９／Ｒ１０を変えることによ
って、抵抗Ｒは抵抗比Ｒ９／ＲＩＯを一定に保ちながら
抵抗値Ｒ９を変えることによって自由に調整することが
できる。

ここで、飽和電圧■２は、第１のコンデンサＣ１の飽和
電圧■１より小さな値となるように設定する必要がある
。

比較器２０は、第１のコンデンサＣ１の端子電圧Ｃと第
２のコンデンサＣ２の端子電圧ｄを比較し、ｃ−ｄとな
った点で出力が反転する。

ＯＲ素子３０は、比較器２０の出力ｅと回転センサ１０
０の信号のＣＲ論理を取って出力する。

ＯＲ素子初の出力がバイレベルに反転する０点が点火位
置となる。

回転角ω、ηは角度一定であるので、その周期は回転数
の減少と共に長くなる。

回転数が高い時には端子電圧ｅ、ｄは回転角ηの期間で
交差して進角制御を行うが、回転数が低くなると第３図
（２）の如く端子電圧ｃ、ｄは交差しなくなり、さらに
回転数が低くなると飽和電圧に達する。

上記のような低回転時には比較器２０の出力は反転せず
、常にローレベルとなる。

従って、回転センサ１００の波形がそのまま出力波形と
して出力され、点火位置Ｃ点は回転パルス信号に応じた
Ａ点に固定される。

以上のように点火位置Ｃ点が制御され、第４図に示す進
角特性となる。

横軸Ｎは回転数を表す。

従って、本例の場合アイドリンク回転数以下では進角制
御は行なわれず、一定の値に固定でき、エンジン始動時
等の極低回転時の演算ミスを防止して安定した点火動作
が得られる。

次に、第２の実施例について図面を用いて説明する。

第５図は本考案を点火コイルの通電角度制御、即ち閉角
度制御に用いた場合の詳細構成を示す回路図で、ａは入
力端子、ｂは出力端子ｔＶＢは電源端子を示す。

入力端子ａは回転センサ１００ａ１出力端子すは火花発
生装置２００に接続される。

本実施例においては、回転センサ１００ａには進角制御
用の公知の機械式機構が付随していて、回転センサ１０
０ａからの回転パルス信号自体が進角度に応じて位相を
変えるものとする。

Ｒ５１〜Ｒ６１は抵抗、Ｃ５１〜Ｃ５３はコンデンサ、
Ｑ５１〜Ｑ５３はトランジスタ、Ｄ５１はダイオード、
Ｚ５１は定電圧ダイオード、６０はインバータ、７０は
比較器、８０はＡＮＤ素子である。

コンデンサＣ５１はｉｌのコンデンサ、コンデン？Ｃ５
２は第２のコンデンサで、抵抗Ｒ５１〜Ｒ５３、トラン
ジスタＱ５１．ダイオードＤ５１は定電流回路を構成す
る。

第６図及び第７図は、第５図の各部波形を示すタイミン
グチャートで、第６図は機関の中高回転時、第７図は低
回転時を示しており、１は入力端子ａに人力される回転
センサ１００ａからの回転パルス信号、２は第１のコン
デンサＣ５１の端子電圧ｆと第２のコンデンサＣ５２の
端子電圧ｇを示す波形、３は比較器７０の出力、４は出
力端子すの出力を示す。

第６，７図１中Ａ点は点火位置であり、回転センサ１０
０ａに付随する進角機構によってクランク軸に対してそ
の角度位置が変化する。

Ａ点から次のＡ直重では点火間隔に等しく、Ａ点からＢ
点、Ｂ点からＡ点１での回転角ω、ηは角度一定であり
、Ｄ点は点火コイルの通電開始点である。

Ｄ点からＡ点１での回転角βが閉角度である。

第１のコンデンサＣ５１は、回転角ηの間にトランジス
タＱ５１から供給される一定電流によって充電さへ回転
角ωの間はトランジスタＱ５１がオフとなるのでそのピ
ーク値を保持Ｌ／Ｘ Ｂ点においてトランジスタＱ５２
が瞬間的にオンとなって電荷を放電するのでリセットさ
れる。

第２のコンデンサＣ５２は、回転角ωの間は抵抗Ｒ５７
で決まる一定時定数で充電され、回転角ηの間はトラン
ジスタＱ５３がオンとなって電荷を放電するのでリセッ
トされている。

第２のコンデンサＣ５２の飽和電圧ｖ２は、定電圧ダイ
オードＺ５１の定電圧値に等しく、定電圧ダイオードＺ
５１を変えることによって自由に調整できる。

ここで、飽和電圧ｖ２は、第１のコンデンサＣ５１の飽
和電圧ｖ１より低く設定する必要がある。

比較器７０は、第１のコンデンサＣ５１の端子電圧ｆと
第２のコンデンサＣ５２の端子電圧ｇと比較し、ｆ−ｇ
となった点で出力が反転する。

ＡＮＤ素子８０は、比較器７０の出力りと回転センサの
回転パルス信号とＡＮＤ論理を取って出力する。

ＡＮＤ素子田の出力がローレベルに反転するＤ点が点火
コイル通電開始位置であり、バイレベルに反転するＡ点
が点火位置である。

Ｄ点の変化は、第１の実施例と同様に制御され、閉角度
βは第８図のような特性となる。

第８図において回転数Ｎが小さい時でも閉角度βが角度
幅ηを保持しているのは、Ｄ点がＢ点に固定されるため
である。

このように、本例の場合所定回転数以下では閉角度を一
定値に固定でき、エンジン始動時等の極低回転時に閉角
度βが大きく変動する等の演算ミスを防止して安定した
開角制御が実現できる。

なお、上述の実施例では第１．第２のコンデンサへの充
電波形として、定電流による直線状または指数関数状の
波形で実現したが、この他にも時間に対して単調増加し
所定電圧値で飽和する波形ならば特に限定されない。

以上述べたように本考案では、機関の中高回転時には第
１．第２のコンデンサの充電電圧値の一致時点を検出す
ることにより、点火コイルの電流遮断時期又は通電開始
時期を機関回転数に応じて演算制御でき、他方、機関の
低回転時（即ち予め定めた機関回転数以下のとき）には
第１のコンデンサの飽和充電電圧値を第２のコンデンサ
のそれより大きく設定したことにより、第１．第２のコ
ンデンサの充電電圧値が一致することがなく回転センサ
からの回転パルス信号に応じた時期に固定でき、従って
コンデンサ充放電によるアナログ方式のものにおいても
簡単な回路構成にて演算ミスによる点火動作の不具合を
未然に防止できると共に、従来のような回転検出回路が
全く不要となり演算回路の簡単化も同時に実現できると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１の実施例における具体的電気回路
図、第２図及び第３図は第１図図示回路の各部波形図、
第４図は第１図図示回路の特性を表わし横軸の回転数に
対する進角度の変化を示す特性図、第５図は第２の実施
例における具体的電気回路図、第６図及び第７図は第５
図図示回路の各部波形図、第８図は第５図図示回路の特
性を表わし横軸の回転数に対する閉角度の変化を示す特
性図である。 １００・・・回転センサ、２００・・・火花発生装置、
ＣＩ、Ｃ５１・・・第１のコンデンサ、Ｃ２，Ｃ５２・
・・第２のコンデンサ、Ｑｌ、Ｑ２またはＱ５１゜Ｑ５
２・・・それぞれ第１の充放電回路の主要部をなすトラ
ンジスタ、Ｒ９，Ｑ４−！たはＲ５７，Ｑ５３・・・そ
れぞれ第２の充放電回路の主要部をなす抵抗。 トランジスタ、２０．７０・・・比較回路をなす比較器
、３０，８０・・・論理回路をなすＯＲ素子、ＡＮＤ素
子。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 内燃機関用点火装置において点火コイルの電流遮断時期
   又は通電開始時期を機関回転数に応じて制御する回路で
   あって、内燃機関の回転動作を検出し各点火基本時期毎
   にデユーティ比一定の回転パルス信号を発生する回転セ
   ンサと、前記回転パルス信号が第１のレベルを示す第１
   の所定回転角の間に第１のコンデンサを初期値より充電
   し、かつ前記回転パルス信号が第２のレベルを示す第２
   の所定回転角の間はその充電電圧を保持する動作を繰返
   す第１の充放電回路と、前記回転パルス信号が第２のレ
   ベルを示す第２の所定回転角の間に第２のコンデンサを
   前記初期値より充電する動作を繰返す第２の充放電回路
   と、前記第１のコンデンサの充電電圧値と前記第２のコ
   ンデンサの充電電圧値とを比較してこの第２のコンデン
   サの充電電圧が前記第１のコンデンサの充電電圧に一致
   したとき一致信号を発生する比較回路と、該比較回路の
   一致信号と前記回転センサの回転パルス信号との論理処
   理を行ってこの回転パルス信号が第１のレベルに達する
   点と前記一致信号の発生時点との一方を選択して前記点
   火コイルの制御信号を求める論理回路とを備え、かつ前
   記第１のコンデンサの飽和充電電圧値を前記第２のコン
   デンサの飽和充電電圧値より大きく設定したことを特徴
   とする内燃機関用点火装置の演算回路。