JPS5951672B2 - 点火制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、点火制御装置、特に内燃機関の点大コイル
に流れる電流を制御する方式の点火制御装置に関するも
のである。

近年、公害対策等の要求から、点火エネルギーの高エネ
ルギー化が進んでいる。

このため、点火コイルは大形化し、従って点火コイルの
通電電流は増える傾向にある。

また、点火コイルはＩ・ランジスタで駆動される方式が
採用され、保守を容易にしている。

今日では点火系に全く接点機構のない点火制御装置も実
用化され、保守は極めて容易になっている。

前述したような点火制御装置において、電源が入れられ
た状態で点火コイルに通電したまま内燃機関が停止し続
けると、点火コイルの異常発熱や点火コイルを駆動する
トランジスタの発熱、故障の恐れがある。

このため、従来は点火信号が発生しなくなった後の一定
時間を計測するタイマ回路を設け、このタイマ回路が出
力信号を発生した時点で点火コイルを駆動する１〜ラン
ジスタが強制的にオフにされ点火コイルの電流をしゃ断
する方式が採用されている。

第１図は、前述した従来方式の点火制御装置の一例を示
す回路図である。

第１図に示す点火制御装置において、点火信号発生回路
１は電源例えば電源２の正端子（なお、電源２の負端子
は図示のとおりアースされている。

）と大地の間で直列に接続された抵抗１ａと配電器（図
示せず）に内蔵されて点火信号を発生させるための接点
１ｂとから成る。

点火信号発生回路１の点火信号を増幅するための増幅用
トランジスタ３は、そのベースが抵抗３ａを介して点火
信号発生回路１へ接続され、そのコレクタが抵抗３ｂを
介して電源２の正端子へ接続され、かつそのエミッタが
アースされる。

点火コイル４は１次巻線４ａおよび２次巻線４ｂを有す
る。

これらの１次巻線４ａと２次巻線４ｂは、その各一端が
一緒に接続された後電源２の正端子へ接続され、そして
各他端がそれぞれ点火コイル４を駆動するための駆動用
１〜ランジスタ５のコレクタ、点火栓６へ接続される。

駆動用Ｉ・ランジスタ５のベースは増幅用Ｉ・ランジス
タ３のコレクタへ接続されると共に駆動用トランジスタ
５を制御するための制御用トランジスタのコレクタへ接
続される。

タイマ回路８は、例えば再ｌ〜リガ可能な単安定マルチ
バイブレータを用いて構成され、その入力端子が点火信
号発生回路１へ接続されかつその出力端子が制御用トラ
ンジスタ７のベースへ接続される。

駆動用Ｉ・ランジスタ５および制御用トランジスタ７の
エミッタはアースされる。

第２図は第１図に示した点火制御装置の動作説明用のタ
イムチャートであって、ａは点火信号発生回路１の出力
信号である点火信号、ｂはタイマ回路８の出力信号、Ｃ
は駆動Ｉ・ランジスタ５のコレクタ電流の波形を示す。

以下、第１図に示した従来の点火制御装置の動作を第２
図のタイムチャー１・を用いて説明する。

点火信号発生回路１は、第２図ａに示すように、接点１
ｂの開閉に伴ってそれぞれ“高゛レベル、”°低゛レベ
ルになる点火信号を発生する。

この点火信号は、増幅用トランジスタ３をそれぞれオン
、オフさせ、ひいては駆動用トランジスタ５をそれぞれ
オフ、オンさせて第２図Ｃに示ずようなコレクタ電流を
流させる。

このように、時刻ｔ１までは、内燃機関が回転している
ので、点火信号が変化し、駆動用トランジスタ５のコレ
クタ電流が変化し、点火コイル４の１次巻線４ａに流れ
る電流が変化し、そして１次巻線電流を急速にしゃ断し
た瞬間毎に点火コイル４の２次巻線４ｂに高電圧が誘起
されて点火栓６に点火する。

今、時刻ｔ１において内燃機関が急に停止したとすると
、駆動用１〜ランジスタ５のコレクタ電流は図示のよう
に通電状態を保持する。

タイマ回路８は時刻ｔ１の後、最後の点火信号が供給さ
れてから一定時間Ｔ１経過後の時刻ｔ２において第２図
すに示す出力信号を出力し、もって制御用トランジスタ
７をターンオンする。

その結果、駆動用Ｉ・ランジスタ５に流入していたベー
ス電流が時刻ｔ２以後は制御用トランジスタ７のコレク
タに流入するため、駆動用トランジスタ５はターンオフ
するから第２図Ｃのようにコレクタ電流従って点火コイ
ル４の１次巻線４ａの電流は急速にしゃ断される。

このため、時刻ｔ２で点火栓６に点火することになる。

ここで、内燃機関が停止する状態は、電源２を切離して
点火が行なわれないとき、あるいは内燃機関に異常な力
が働いて電源２が入れられたま・の状態で内燃機関が停
止した時があるが、後者は圧縮工程で停止する可能性が
高く、この状態で点火栓６に点火が起こると、内燃機関
内で燃焼が起り、異常回転や異常振動が起こる恐れがあ
る。

従って、前述したタイマ回路８の動作による点火が内燃
機関の異常回転や異常振動を引き起こす可能性があり、
大きな問題がある。

この発明は、この点に鑑みてなされたものであって、タ
イマ回路が出力信号を発生した後、点火コイルの１次巻
線の電流を緩慢にしゃ断する手段を用いて前述した欠点
を除去しようとするものである。

以下、この発明に係る点火制御装置の一実施例を第３図
および゛第４図について詳しく説明する。

第３図に示したこの発明の点火制御装置は、駆動用１〜
ランジスタ５のコレクタ電流を緩慢にしゃ断する手段９
が付加された点だけが第１図の点火制御装置と違う。

この手段９は、制御用トランジスタ７のベースとタイマ
回路８の出力端子との間に接続された抵抗９ａ、および
制御用１〜ランジスタフのベース・コレクタ間に接続さ
れたコンデンサ９ｂから成る。

また、第４図において、ｄは制御用トランジスタ７のコ
レクタ電流の波形を示す。

なお、図中、第１図および第２図と同一の記号は同一部
分ないし相当部分を示す。

次に、第３図に示したこの発明の点火制御装置の動作を
第４図のタイムチャー１・を用いて説明する。

前述したように、時刻ｔ１までは内燃機関が回転してお
り、駆動用Ｉ・ランジスタ５のコレクタ電流は第４図Ｃ
のように通電状態、しゃ断状態を繰り返している。

時刻ｔ１において、内燃機関が急に停止したとすれば、
時刻ｔ１以後は点火信号が発生されず、第１図の場合と
同様に、時間Ｔ１経過後の時刻ｔ２にタイマ回路８の出
力信号は“高゛レベルになり、もって制御用トランジス
タ７をターンオンさせかつ駆動用トランジスタ５をター
ンオフさせることになる。

しかしながら、制御用ｌ・ランジスタフのベース・コレ
クタ間にはコンデンサ９ｂが接続されているから、制御
用１〜ランジスタフのコレクタ電流は第４図ｄに示すよ
うに時刻ｔ２から時刻ｔ３にかけて時刻Ｔ２の間緩慢に
増加する。

このため、駆動用１〜ランジスタ５のコレクタ電流は、
時刻ｔ２において急激にしゃ断されることなく、時刻Ｔ
２の間緩慢に減少する。

点火コイル４の２次巻線４ｂに発生する電圧は、１次巻
線４ａの電流しゃ断速度が速いほど高く、逆に電流しゃ
断速度が遅いほど低いことはコイルの基本的な特性であ
る。

従って、時間Ｔ２か゛長いほど点火コイル４の２次側に
発生される電圧は低くなる。

時間Ｔ２は抵抗９ａとコンデン→す９ｂの値によって決
定されるから、点火栓６に印加さノ′する電圧が点火に
要する電圧以下になるように抵抗９ａとコンデンサ９１
〕の値を選択すれば、時刻ｔ２における点火を防止する
ことができ、もって内燃機関の異常回転や異常振動を防
ぐことができる。

なお、第３図の実施例では、点火コイル４の駆動用１〜
ランジスタ５のコレクタ電流を緩慢にしゃ断する手段の
一例として抵抗とコンデンサの組み合わせを用いたが、
この他に抵抗とコイルの組み合わせ等のように多くの方
法が考えられることは説明するまで゛もない。

ところで、最近半導体を用いた点火制御装置には、電圧
変化や温度変化に対しても常に一定のエネルギーが取り
出せるように点火コイルの通電時間を制御する方式が採
用されている。

この場合、点火コイルの仕様に対しても開通性があるよ
うな点火制御装置が望ましいが、すべての点火コイルの
最大通電電流を流し得る駆動用１〜ランジスタで点火コ
イルを駆動するには大電流容量のトランジスタが必要と
なり、極めて不経済である。

このため、駆動用トランジスタに流れる点火コイルの電
流を成る値に制限する電流制限方式が採用されること力
ｆ多い。

第５図は、電流制限方式を用いた従来の点火制御装置の
一例を示す。

第５図の点火制御装置は、電流検出用の抵抗１０、演算
増幅器１１および分圧器１２が付加されかつ制御用１〜
ランジスタフおよびタイマ回路８が除去された点だけが
第１図の点火制御装置と違う。

電流検出用の抵抗１０は駆動用トランジスタ５のエミッ
タと大地の間に接続され、このエミッタへ接続された方
の一端が演算増幅器１１の反転入力端子へ接続される。

演算増幅器１１の出力端子は増幅用Ｉ・ランジスタ３の
コレクタと駆動用トランジスタ５のベースとの接続点へ
接続される。

分圧器１２は電源２の正端子と大地の間で直列に接続さ
れた抵抗１２ａおよび１２１〕からなり、これらの抵抗
１２ａと１２ｂの接続点が演算増幅器１１の非反転入力
端子へ接続される。

なお、図中、第１図と同一の記号は同一部分を示す。

抵抗１２ａと１２ｂで分圧された電圧は演算増幅器１］
の非反転入力端子に印加される。

点火コイル４の１次電流および抵抗１０によって発生さ
れる電圧と、演算増幅器１１の非反転入力端子に印加さ
れる電圧とが等しくなるように演算増幅器１１の出力電
流は自動的に変化するため、点火コイル４の１次巻線４
ａに流れる電流従って駆動用トランジスタ５のコレクタ
電流の最大値は常に一定となる。

前述したような電流制限機能をもつこの発明の点火制御
装置の他の実施例を第６図に示す。

この第６図の点火制御装置は、第１図に示したタイマ回
路８、常時オンのトランジスタ１３および電流制限回路
の基準電圧を緩慢に減少させ、ひいては駆動用トランジ
スタ５のコレクタ電流を緩慢にしゃ断する手段１４が付
加された点か゛第５図の点火制御装置と違う。

第６図において、分圧器１２は、抵抗１２ａの一端が常
時オンのトランジスタ１３のコレクタ・エミッタ回路を
介して電源２の正端子へ接続される点だけが第５図の場
合と違う。

常時オンのトランジスタ１３は、そのコレクタが抵抗１
２ａの前述した一端へ接続されると共に駆動用トランジ
スタ５のコレクタ電流を緩慢にしゃ断する手段１４中の
コンデンサ１４ｂを介してアースされ、そのベースがタ
イマ回路８の出力端子へ直結され、かつそのエミッタが
電源２の正端子へ接続される。

また、第７図において、ｅは演算増幅器１１の非反転入
力端子に印加される基準電圧を示す。

次に、第６図に示したこの発明の点火制御装置の動作を
第７図のタイムチャートを用いて説明する。

タイマ回路８が出力信号を発生する時刻ｔ２までは、ト
ランジスタ１３がオンであり、分圧器１２の抵抗１２ａ
と１２ｂで分圧された基準電圧は第７図ｅのように一定
であって演算増幅器１１の非反転入力端子に印加されて
おり、点火コイル４の１次巻線４ａに流れる電流の最大
値は第７図Ｃに示すように■に制限されている。

しかしながら、時刻ｔ１において内燃機関が急に停止し
たとすると、時間Ｔ１の後の時刻ｔ２においてタイマ回
路８が第７図すの出力信号を発生し、もって常時オンの
トランジスタ１３をターンオフさせる。

そうすると、時刻ｔ２以前に電源電圧まで充電されてい
たコンデンサ１４ｂは抵抗１２ａおよび１２ｂを通じて
放電する。

このため、抵抗１２ａと１２ｂで分圧された基準電圧は
、第７図ｅに示すように時間Ｔ２の後にほぼゼロになる
。

この電圧変化は点火コイル４の１次巻線４ａに流れる電
流の変化と同じになるから、この電流変化も緩慢に行な
わせることができる。

この場合、時間Ｔ２はコンデンサ１４ｂと抵抗１２ａ、
１２ｂによって決定されるから、点火栓６に点火しない
ような電流しゃ断時性を与えるような時間Ｔ２を選択す
ればよい。

なお、第３図および第６図の実施例では、点火信号発生
回路１に配電器内の接点を用いる方式について説明した
が接点を無接点化したもの、点火コイルの最適通電時間
を制御するもの、点火進角時期を電子回路技術の応用で
制御するもの等、タイマ回路を必要とする方式において
この発明の点火制御装置は、前述した異常回転や異常振
動の問題を除去できる。

以−北の説明から明らかなように、この発明によれば、
点火コイル、駆動用トランジスタの発熱や故障を防止す
るため、点火信号が一定時間以上発生しないとき出力信
号を発生するタイマ回路を備えた点火制御装置において
タイマ回路の出力信号が発生した後、駆動用トランジス
タの点火コイル駆動電流従って点火コイルの１次巻線に
流れる電流を緩慢に減少させて点火栓での点火を防止し
、もって内燃機関の異常回転や異常振動を防止した。

安全な点火制御装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の点火制御装置の一例を示す回路図、第２
図は第１図に示した点火制御装置の動作説明用のタイム
チャー１・、第３図はこの発明の一実施例を示す回路図
、第４図は第３図に示した点火制御装置の動作説明用の
タイムチャート、第５図は従来の点火制御装置の他の例
を示す回路図、第６図はこの発明の他の実施例を示す回
路図、第７図は第６図に示した点火制御装置の動作説明
用のタイムチャートである。 １は点火信号発生回路、２は電源、４は点火コイル、５
は駆動用トランジスタ、６は点火栓、７は制御用トラン
ジスタ、８はタイマ回路、９と１４は点火コイル駆動電
流を緩慢にしゃ断させる手段、９ａは抵抗、９ｂと１４
ｂはコンデンサ、１０は電流検出用の抵抗、１１は演算
増幅器、１２は分圧器、１３は常時オンのトランジスタ
である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電源と、この電源へ接続されて点火信号を発生する
   回路と、前記電源へ接続されて内燃機関の点火栓に点火
   エネルギーを供給する点火コイルと、この点火コイルの
   １次側に接続されて前記点火信号発生回路からの点火信
   号で前記点火コイルを駆動する駆動用トランジスタと、
   この駆動用トランジスタのペースヘコレクタが接続され
   た制御用１〜ランジスタと、前記点火信号発生回路へ接
   続されて前記駆動用トランジスタに一定時間以上前記点
   火信号が供給されないことを検出するタイマ回路とを備
   えた点火制御装置において、前記タイマ回路へ接続され
   て前記タイマ回路が出力信号を出力した後前記点火栓に
   点火しないように前記駆動用トランジスタの点火コイル
   駆動電流を緩慢にしゃ断させる手段を設け、この点火コ
   イル駆動電流緩慢しゃ断手段は、前記制御用１〜ランジ
   スタのベース・コレクタ間に接続されたコンテ゛ンサま
   たはコイルと、前記制御用トランジスタのベースと前記
   タイマ回路の出力端子との間に接続された抵抗とから成
   ることを特徴とする点火制御装置。 ２ 電源と、この電源へ接続されて点火信号を発生する
   回路と、前記電源へ接続されて内燃機関の点火栓に点火
   エネルギーを供給する点火コイルと、この点火コイルの
   １次側に接続されて前記点火信号発生回路からの点火信
   号で前記点火コイルを駆動する駆動用１〜ランジスタと
   、この駆動用トランジスタのエミッタと大地の間に接続
   さｉ％だ抵抗、前記電源と大地の間に接続される分圧器
   並びに前記エミッタと前記抵抗の接続点へ接続された反
   転入力端子、前記分圧器を構成する抵抗の接続点へ接続
   された非反転入力端子および前記駆動用Ｉ・ランジスタ
   のベースへ接続された出力端子を有する演算増幅器を含
   み、前記点火コイルに流れる電流を、前記非反転入力端
   子へ印加される基準電圧で決まる一定値以下に保つ電流
   制限回路と、前記点火信号発生回路へ接続されて前記駆
   動用トランジスタに一定時間以上前記点火信号が供給さ
   れないことを検出するタイマ回路とを備えた点火制御装
   置において、前記タイマ回路へ接続されて前記タイマ回
   路が出力信号を出力した後前記点火栓に点火しないよう
   に前記基準電圧を緩慢に減少させて前記駆動用トランジ
   スタの点火コイル駆動電流を緩慢にしゃ断させる手段を
   設け、この点火コイル駆動電流緩慢しゃ断手段は前記分
   圧器の両端間に接続されたコンテ゛ンサであり、このコ
   ンデ゛ン′すはその一端が常時オンのトランジスタを介
   して前記電源および前記タイマ回路へ接続されかつその
   他端が大地へ接続されることを特徴とする点火制御装置
   。