JPS5918274A - 内燃機関の点火装置 - 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】 本発明は内燃機関の点火装置に関し、特に点火電圧低下
時のフェールソフト（補償）機能に関する。

従来の点火装置としては、例えば第１図に示すごときも
のがある。

第１図において、点火装置ｄ″、」そとしてバッテリ１
、スイッチ２、イグニッションコイル３、断続器４、コ
ンデンサ５、カム６、高ＥＦ、コード７、配電器８、プ
ラグコート９、エツジ／１０、点火栓１１から構成され
ている。内燃機関を稼動させる場合は、スイッチ２を閉
じるととにより、図示していないスタークを回転させる
と、スタータの（（１１転軸と駆動系を介して連結され
て回転するカム６の作用により、断続器４の接点４ａ、
４ｂ間がオンオンされる。この断続器がオンの時、点火
系統には１次回路が形成され、電流■が流れる。断続器
４の作用により、電流Ｉがイグニノ／ヨ／コイル６の１
次コイル３ａに断続的に流れると、１次コイル６ａの自
己誘導作用により、その出力端３Ｃに数百■の１次電圧
が誘起される。どの１次電圧から１次コイル６ａと２次
コイル３１）との相伝誘導作用により、２次コイル３１
）の出力端子３（１に１０〜２０ｋＶの２次電圧が誘起
される。この高圧の２次電圧は高圧コード７を介し、配
電器８に印加され、配電器８のロータ電極８ａと固定電
極８ｂ間のギヤノブに電気火花を生じさせる。

そして該ギャップが導通されると、２次電圧はプラグコ
ード９を介してエンジン１ｏに装着された点火栓１１に
印加され、点火栓１１に火花を生じさせ、エンジン１０
内の可燃気体に着火する３、、以上の作用がくり返して
行々われることにより、内燃機関が始動され、稼動状態
に入る。第２図は、稼動状態における各部の電気信号波
形図であり、Ａは１次コイル６ａの出力端３Ｃの１次電
圧波形１３は１次回路に流れる電流１．Ｃは２次コイル
３１〕の出力端６（１の２次電圧■２の信号波形を示し
ている。第１図において、断続器４は、その断続作用に
より、１次回路の電流■を断続し、イグニノ７ヨンコイ
ル３の誘導作用を生ぜしめ、高圧の１次発主電圧Ｖおよ
び２次電圧■２を発生させるすなわち断続器４の接点４
ａ、４１）間が閉じている間は１次回路に電流を流し、
イダニノションコイル５の１次コイル３ａにエネルギー
が蓄えられる。次にカム６の作用で接点４ａ、４１）間
が急激に開くと、１次電流Ｉの急速しゃ断によって１次
コイル内に急速な磁束変化が起こり、１次コイルに自己
誘導作用が生じて ｄφ ■１−Ｎπ　　　　　　　　−（１） で表わされる電圧Ｖ１　が誘起される。なお（１）式に
おいて、■１は誘導起電力（１次発生電圧）、Ｎｄφ は１次コイルの巻数、φは磁束、−は磁束の変ｉ 化率である。

この１次発主電圧■１は、２次コイルろ１）との相互誘
導作用により昇圧され、高電圧の２次組圧Ｖ２が誘起さ
れる。

（１）式から明らかなように、１次コイル６ａの磁束変
化が大きい程、短時間に磁束が変化する程、より大きな
１次発主電圧Ｖ１が得られる。また１次コイル３ａに蓄
えられる磁束φは１次電流が大きい程大きく、すなわち
磁束φと１次電流は比例１次発生電圧■１は大きくなる
。しかしながら、断続器４の接点４ａ、４ｂに汚損、焼
付、突起等による異常があり、接点開放時に接点面に大
きなアーク電流が流れた場合は、１次発主電圧■１が低
下する。すなわち、接点面に突起などが存在すると、接
点間隔などが狭い方へ変化し、接点開放時の電気火花が
消弧されにくく、長時間−ｊ′−り電流として流れるだ
め１次電流の急速しゃ断はさｔｌなくなる。そのためΔ
１が大きくなイ）ので、１次コイルの自己誘導作用が妨
げられ、１次発主電圧■１が低く々す、その結果、２次
組圧Ｖ２も低くなる。

上記のように従来の点火装置においては、断続器の接点
の異常等の原因で１次発中電圧ｖ１が低下すると、２次
組圧Ｖ２も低下し、そのためエンジンが失火する回数が
多くなり、ついにはエンジンが停止してしまうという問
題があった。

本発明は上記の問題を解決するためになされたものであ
り、何らかの原因によって１次発生型）４：。

が低下したときにも、正常な点火を行なうことの出来る
点火装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するだめ本発明においては、１次コイ
ルの１次発生電圧を検出し、該電圧のピーク値の平均値
が所定値以下になった場合に、１次コイルに流れる電流
を増加させるように構成している。

以１３図面に基づいて本発明の詳細な説明する。

第６図は本発明の一実施例の回路図である。

第６図において、１２は制御回路、１６は抵抗、１４　
ｕ：　ｌ−ランジスタ、１５はリレー、１５ａはリレー
１５の接点、１６はランプであり、その他第１図と同ｒ
１吟は同一物を示す。

制御回路１２は、１次コイル３ａの１水発生電圧■１を
人力し、そのピーク値の所定回数の平均値を求め、その
値と所定の基準値（エンジンが失火寸前における１次発
生電圧のピーク値の平均値）とを比較し、基準値以下に
なったとき高レベルの信号を出力してトランジスタ１４
をオンにするトランジスタ１４がオンになると、リレー
１５が励磁され、その接点１５ａ　がオンになるので、
抵抗１６が短絡される。そのため１次コイル６ａに流れ
る１次電流が増加し、その結果、１次発主電圧Ｖ１　も
上昇するので、２次電圧■２が上昇し点火プラグ１１で
は正常な火花放電が行なわれる以下制御回路１２につい
て詳細に説明する。

第４図は制御回路１２の一実施例のブロック図である。

。 第４図の装置は、１次発生電圧検出部（イ）、ゲート部
（ロ）、ピークホールド部（ハ）、加算部（ニ）平均値
演算部（ホ）、比較判定部（へ）、ゲート信号発生部（
ｌ・）、泪数部（チ）、基準電圧発生部（す）から構成
されている。

エンジン稼動中における１次コイルの出力端６Ｃの１次
発主電圧ｖ１は、第２図Ａの様な波形で最大値は数百■
になる。制御回路１２の１次発生電圧検出部（イ）は、
この１次発生型用Ｖ１を検出する回路で、１水発生電圧
■１を抵抗分圧して低電圧の信号に変換する。この１次
発生電圧検出部（イ）の出力は、ゲート信号発生部（ト
）及びゲート部（ロ）に入力される。ゲート信号発生部
（１・）は、１次発生電圧検出部（イ）からの出力信号
の立ち上がりによって動作し、その瞬間から一定時間幅
のゲート信号を発生し、その出力はゲート部（ロ）に入
力される。但しこのゲート信号の時間幅は、隣り合う２
つの点火信号の時間幅よりも短くなければならない。ゲ
ート部（ロ）はゲート信号発生部（１・）からのゲート
信号が入力されている間のみ、入力端ｒと出力端子が導
通されるスイッチ動作を行なう。従って、このゲート部
（ロ）の出力は、ゲート回路の入出力が導通されている
期間に最大値を含む１次発主電圧ｖ１を出力する。この
出力はピークホールド部（ハ）に入力され、１次発主電
圧Ｖ１の最大値がホールドされる。ピークホールド部（
・・）は、１次発主電圧ｖ１の周期Ｔ（可変）の期間、
その電圧Ｖ１のピーク値をホールドし、周期′１゛毎に
そのホールド内容の入れ換えが行われ、次の周期のＶｌ
のピーク値をホールドする。積算部（ニ）は、言１数部
（チ）からのリセット信号を始動指令として、ピークホ
ールド部（ハ）からの出力、即ち、１次発主電圧ｖ１の
ピーク値を次々に加算する。そして計数部（チ）からの
次のり七ノ］・信号が入ってくると、加算結果を平均値
演算部（ホ）へ出力し、又新たにゼロからピークホール
ド部（ハ）からの人力を加算し始める。計数部（チ）は
、周期′ｒ毎に発生されるゲート信号をカウントし、予
めブリセソ）された所定の数に達するとリセット信号を
発生して加算部（ニ）へ出力する。又言４数部（ヂ）自
身もリセットされ、新たに１からカウントし始める。平
均値演算部（ホ）は加算部（ニ）からの入力信号を計数
部（チ）に予めプリセントされた所定数で除す。即ち、
ここで１水発生電圧■１のピーク値の平均値が求められ
る。基準電圧発生部（す）は予め設定された電圧ｅ２を
発生する。この電圧は点火装置が失火する寸前の１水発
生電圧■１を表わしている。比較判定部（へ）は、平均
値演算部（ホ）の出力電圧ｅ１　と基準電圧発生部（す
）の出力ｅ２とを比較してｅｌ〈ｅ２の時のみ信号を発
生ずる。即ち、１次発主電圧ｖ１のピーク値の平均値が
、失火に到る寸前の電圧まで低下した時に比較判定部（
へ）は信号を発生する。次にトランジスタ１４は比較判
定部（へ）の出力信号を受けだ時のみ駆動され、その時
リレー１５のコイルに電流が流れて、接点１５ａ　が閉
じる。そのため１次回路において抵抗１６が短絡される
ので、１次回路を流れる電流は大きくなる。前述したよ
うに１次コイΔ■ ルの発生電圧ｖ１はＶ、ｃｃ−７−ｖ　　の関係がある
から抵抗１ろが短絡されて電流が犬きくなるとΔ■が大
きくなる。従って１次発主電圧■１は大きくなり、点火
電圧も大きくなる。そのため内燃機関の失火を防ぐ事が
できる。

次に第５図は、」１記のごとき制御回路１２の具体的回
路図である。寸だ第７図は第５図の回路の信号波形図で
あり、ａ　−ｅは第５図で同符号を付した個所の信号波
形を示す。

第５図において、１００は第４図における１次発生電圧
検出部（イ）で、実際の１次発主電圧■１を抵抗１０１
及び１０２で分圧し、低電圧に落して検出しており、１
次発主電圧■１に比例した電圧を得る。２００はゲート
信号発生部〔第４図（＋−）］で、１００からの信号に
よりゲート信号Ｃを発生させる。２０２．２０６のダイ
オードはノイズリミッタで、検出した１次発主電圧Ｖ１
を電源電圧十〇、−ｅ以内に納める役割をしている。抵
抗２０４．２０５、ダイオード２０６、ＯＰアンプ２０
７はンーミノトトリガを構成しており、その出力は、第
７図１〕のようになる。ＩＣ２０８、抵抗２１０、コン
デンサ２０９により構成される単安定マルチバイブレー
タは、ンーミノｌ−トリガの出力信号Ｉ）の立ち下がり
によって、ある一定時間幅のゲート信号（第７図Ｃ）を
発生する。３００は単安定マルチバイブレークであり、
２００の出力信号をうけである一定時間幅の信号を発生
し、後述するピークホールド回路の出力信号の入れ換え
を指示する。４００はゲート部〔第４図（ロ）〕で、２
００からのゲート信号を受けている期間のみ、ダイオー
ド２０２．２０３から構成されるノイズＩＪ　ミッタの
出力ａを後段の５００へ伝送するスイッチング動作を行
なう。

従って４００は、１次発主電圧ｖ１のピーク値を含むあ
る一定期間の信号（第７図（１）を５００へ送る。５０
０はピークホールド部〔第４図（ハ）〕で、４００から
の出力信号中のピーク値を検出し、その値をホールドす
る。即ち、１次発主電圧■１のピーク値をボールドする
。そのホールドされた値が第７図ｅである。ＦＥＴ５０
６は、点火の周期１”秒毎に発生する１０からの信号が
力えられるとオンになり、Ｔｆ／Ｊ）毎にピークホール
ドの値を入れかえる。抵抗５０８、コンデンサ５０９は
、ノイズ除去用ローパスフィルタである。

６００はマイクロコンピー−一夕であり、入出力装置６
０１、ＣＰＵ６０２、ＲＡＭ６０３、ＲＯＭ　６０４、
クロック発振器６０５等から構成されている。１六Ｓ１
はクリア信号、Ｂ２は割り込み信号、Ｂ６はクロックパ
ルス、Ｓ　は書き込み信号、Ｂ５は読み出し信号、１３
１はデータバス、Ｂ２はアドレスバスである。

マイクロコンピー−タロ００は、５００からのピークホ
ールド値ｅ及び２００からのゲート信号Ｃを入力し、て
いる。

マイクロコンピー−タロ００は、第４図の加算部（ニ）
、言」数部（ヂ）、平均値演算部（ホ）、基準電圧発生
部（す）、比較判定部（へ）の機能を備えている。

卯、６図はマイクロコンピー−タロ００における演豹の
ゼネラルフローチャートであり、以下説明する。

入出力装置６０１は、ゲート信号Ｃとピークホールド部
５００からの１次発生電圧のピーク値ｅを人力し、内蔵
のＡ、　Ｉ）変換器によってピーク値Ｃをテイジタル値
に変換し、その値をＣ１，’Ｕ６０２を介してＲ・ＡＭ
６０３に格納する。

ＣＰＵ６０２は、第６図のゼネラルフローチャートに従
って演算を行なう。即ち、所定回数（Ｎ回）、１次発生
電圧のピーク値を加算し、その値を所定回数（ＩＮ）で
割算し、Ｎ回の点火における１次発生電圧のピーク値の
平均値を求める。次に１（・ＯＭ　６０２は、失火に至
る寸前の１次発生電圧のピーク値の値を基準値として記
憶している。ＣＰ　ｔＪ６０２は前述の方法で求めた１
次発生電圧のピーク値のイ均値と該基準値とを比較して
、１次発生電圧のピーク値の平均値が基準値以下になる
と、ｌ・う／；′メタ１４をオンにする信号ｆを出力す
る。

信号「によってトランジスタ１４がオンになると、リレ
ー１５が励磁されて接点１５；Ｉがオンになり、そのた
め第６図の抵抗１３が短絡され−、１次コイル６ａを流
れる電流−大きくなる。

なお、抵抗１３が短絡されて１次コイルを流れる電流が
増加すると、当然、１次発主電圧ｖ１　も増加し、その
ピーク値の平均値が基準値以上になる。しかし、これは
接点４ａ、４］〕等の異常が解消した訳ではなく、本発
明のフェールソフト機能が働いた結果である。したがっ
て、この状態でトランジスタ１４をオフにすれば、再び
１次発生電圧が低下してし寸う。そのため第５図の回路
においては、一旦、１次発生電圧のピーク値の平均値が
基準電圧以下になって信号ｒが出力されたら、その後、
ピーク値が上昇しても信号「を保持するように構成して
いる。

捷だ第５図の装置においては、トランジスタ１４がオン
のときには、ランプ１６を点灯させ、本発明のフェール
ソフト機能が作動していることを運転者に警告するよう
に構成している。

以上説明したように本発明によれば、イグニッションコ
イルの１次コイルにおける１次発生電圧のピーク値の平
均値が、失火寸前の電圧１で低下した場合に、１次コイ
ルに直列に挿入されている抵抗を短絡して１次電流を増
加させるように構成しているので、断続器の接点の異常
等によって点火電圧が低下したときにも、点火電圧を自
動的に正常な値捷で上昇さぜることが出来、そのため失
火をなくしてエンジンを正常に作動させることが出来る
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の点火装置の一例図、第２図はイグニッシ
ョンコイルの電圧、電流波形図、第５図は本発明の一実
施例図、第４図は本発明の制御回路の一実施例のブロッ
ク図、第５図は本発明の制御回路の一実施例の回路図、
第６図は第５図の回路の演算のフローチャート、第７図
は第５図の回路の信号波形図である。 符号の説明 １・・バッテリ　　　　　　２・・スイッチ６°　イグ
ニッションコイル ４　断続器　　　　　　５・　コンデンサ６・・カム　
　　　　　　７・・・高圧コード８・・・配電器　　　
　　　９・・・ゾラグコート１０・・・エンジン　　　
　１１・・・点火栓１２・制御回路　　　　１３・・抵
抗 １４・・川・ランジスタ　　　１５・・・リレー１６・
・ランプ （イ）・・・１次発生電圧検出部 （ロ）・・ゲー）　部（）・）・・ピークホールド部（
ニ）・加算部　　　　　（ホ）・・・平均値演算部（へ
）・・・比較判定部　　　（ト）・・・ゲート信号発生
部（ヂ）・・計数部　　　　　（す）・・基準電圧発生
部代理人弁理士　中村純之助

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）イグニッションコイルの１次コイルＩＦＡＭｈる
   電流を断続することによって２次コイルに高電圧を発生
   させ、その高電圧によって点火栓で火花放電を生じさせ
   る内燃機関の点火装置において、１次コイルの１次発生
   電圧を検出する手段と、上記１次発生電圧のピーク値の
   平均値を求める手段と、上記平均値が所定の基準値以下
   に低下したことを判定する判定手段と、該判定手段が平
   均値が基準値以下に低下したと判定したとき作動して１
   次コイルに流れる電流を増加させる切換手段とを備えだ
   内燃機関の点火装置。 （２）上記基準値を、内燃機関が失火寸前の状態にある
   ときの１次発生電圧のピーク値に設定したことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の［ノド燃機関の点火装
   置。 （ロ）上記切換手段は、１次コイルと電源との間に直列
   に挿入された抵抗と、上記判定手段からの信号に応じて
   開閉し、平均値が基準値以下のときに上記抵抗を短絡す
   るスイッチング手段とからなることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の内燃機関の点火装置。 （４）上記切換手段が作動して１次コイルを流れる電流
   を増加させているときに、それを表示する表示手段を備
   えだことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第６項
   のいずれかに記載の内燃機関の点火装置。