JPS6036782A - 内燃機関の点火用回路装置 - 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、内燃機関によって駆動されるマグネット発電
機を有し、点火コイルの１次回路において、発電機の巻
線を有し、点火コイルの２次回路において、点火プラグ
を有し、１次回路において点火切換段を有し、点火切換
段を点火時点において切換える、コンピュータを備えた
制御回路を有し、このコンピュータの制御入力側が、発
電機の巻線と接続されており、また、コンピュータに電
圧を供給するために用いられる蓄積段を有し、この蓄積
段の出力側はこのコンピュータに接続され、この蓄積段
の入力側は、ダイオ−１装置を介して、発電機の巻線と
接続されている、内燃機関の点火用回路装置に関する。

従来技術 この踵の公知の回路装置においては、点火時点の制御の
ために用いられるマイクロプロセッサヘノ供給電圧は、
蓄積段を介して、マグネット点火装置の１次巻線から取
出される。その際、点火に必要な１次電流半波はそれぞ
れ、蓄積段の充電又は再充電のために用いられる（ドイ
ツ連邦共和国特許出願公開第３００６２８８号公報）。

さらに、この半波は、マイクロプロセッサの制御入力側
に供給され、その際、点火時点を計算するための回転数
信号及び基準信号として用いられる。

発明が解決しようとする問題点 公知の装置は、マイクロプロセッサの制御入力側におけ
る回転数信号又は基準信号が、マイクロプロセッサに対
する供給電圧と同一の極性を有するという利点を持つ反
面、点火時点を計算するために用いられる半波を発生す
る発電機の巻線は、点火時点に至るまでに、１次回路に
接続された点火トランジスタ段によってほぼ短絡され、
その結果、内燃機関の無負荷領域において、マイクロプ
ロセッサへの電圧供給が保証されなくなるか、又は、無
負荷領域を相応に高めねばならす、これは、マイクロプ
ロセッサへの電圧供給上不都合である。本発明の狙いと
するところは、点火装置のマイクロコンピュータに対す
る電圧供給を、内燃機関の無負荷回転数が非常に小さい
場合にも確実に行ない、全許容回転数領域にわたって、
点火時点の正確な制御を確保することである。

問題点を解決するための手段 上記の問題点を解決するため、本発明によれば、蓄積段
の入力側におけるダイオード装置を、点火切換段の順方
向ないし導通方向に対して逆方向に極性づけて接続し、
また、蓄積段の出力側に並列に、絶縁ゲート型半導体ス
イッチの切換区間と、この半導体スイッチの出力側に接
続された負荷抵抗とを接続し、また、半導体スイッチの
出力側を、コンピュータの制御入力側に接続し、半導体
スイッチのゲートを、発電機の巻線の１方の端部と接続
し発電機の巻線の他方の端部を、蓄積段、及びコンピュ
ータの電圧供給端子に接続した。

本発明の有利な実施例においては、絶縁ゲート型の別の
半導体スイッチは、コンピュータの出力側に配置される
。この半導体スイッチのスイッチ区間は、点火切換段の
制御入力側に接続されており、こうするととにより、コ
ンピュータの出力信号は、点火切換段に適合する。

実施例 次に本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する８、
第１図に示す、木びき鋸用の１気筒内燃機関を点火する
ための回路装置は、トランジスターコイル点火装置であ
って、１つのマグネット点火装置１０を有している。マ
グネット点火装置】０は、内燃機関によって駆動されか
つ回転する極軸１１に、１：り構成されている。極軸１
１内には、この極軸の周囲に磁界を発生するための磁石
セグメント１２が設けられている。

コノ極軸１１の外部の領域には、イグニッションアーマ
チュア１３が固定されている。イグニッションアーマチ
ュア１３には、極軸１１が回転するごとに、磁石セグメ
ント１２の磁界が貫通する。イク゛ニションアーマチュ
ア１３は、１次巻線１４と２次巻線１５とを有している
。２次巻線１５の一端は、１次巻線１４に接続され、２
次巻線１５の他端は、点火ケーブルを介して点火プラグ
１６に接続されている。１次巻線１４及び２次巻線１５
は、点火コイルを形成し、この点火コイルは鉄心１７上
に配置されている。

接続線路１８及び１９を介して、１次巻線１４は、点火
装置の１次回路に接続されている。この１次回路には、
点火切換段２ｏが接続されている。点火切換段２ｏの制
御人力側２１は、制御回路に接続されている。この制御
回路は、マイクロコンピュータ２２を有している。マイ
クロコンピュータ２２に対する電圧供給は、コンデンサ
２４と抵抗２５（これらはＲＣ直列接続体として接続構
成されている）、及び前置接続されたダイオ＝−ド２６
により構成された蓄積段２３を介して行われる。コンデ
ンサ２４のプラス極は、蓄積段２３の入力側及び出力側
を構成している。その際、コンデンサ２４のプラス極は
、一方では、１次巻線１４の一端１４ａに接続され、他
方では、マイクロコンピュータ２２ノブラス端子２７に
接続されている。コンデンサ２４のマイナス極は、蓄積
段２３の第２の出力側２４ａを構成している。この第２
の出力側２４ａは、マイクロコンピュータ２２のマイナ
ス端子２８に接続されている。供給電圧を約１５■に制
限するために、相応に設計されたツェナーダイオード２
９が、蓄積段２３のコンデンサ２４に並列に接続されて
いる。蓄積段２３の入力側におけるダイオード２６は、
点火切換段２゜の順方向とは逆方向に極性づけられ′て
配置されている。ダイオード２６のカソード側は、接続
線路１８を介して、１次巻線１４の他の巻線端部１４ｂ
に接続されている。

マイクロコンピュータ２２０制御入力側３゜には、絶縁
ゲート型半導体°スイッチとして、自己阻市型ＭＯ８−
ＰＥＴ　３１　（Ｎチャンネル−エンハンスメント型）
が接続されている。ドレイン端子り及びソース端子Ｓは
、ＦＥＴ３１のスイッチ区間（切換区間）を構成し、か
つ蓄積段２３の各出力側に接続されている。その際ドレ
イン端子りは、負荷抵抗３２を介して、マイクロコンピ
ュータ２２のマイナス端子２８に接続され、ソース端子
Ｓは、マイクロコンピュータ２２のプラス端−ｆ２７に
接続されている。マイクロコンピュータ２２の制御入力
側３０は、ＦＥＴ３１のドレイン端子に直接に接続され
、ゲート端子Ｇは、電圧制限段と接続線路１８を介して
、１次巻線］４の端部１４［）に接続されている。その
際、その電圧制限段は、１次巻線１４に並列に接続され
たツェナーダイオード３３を有する分岐と、前置接続さ
れた抵抗３４とで構成されている。抵抗３４のタップ３
５は、他の抵抗３６を介して、ＭＯＳ−ＦＥＴ　３１の
ゲート端子Ｇに接続されている。ツェナーダイオード３
３のアノ＝Ｐ側は、接続線路１へを介して、マイクロコ
ンピュータ２２のプラス端子２７、及び１次巻線１４の
一端１１８に接続されている。他方、電圧制限段の抵抗
；う・１は、接続線路１８を介して、１次巻線１４の他
端１４ｂに接続されている。

もう一つのＭＯＳ−ＦＥＴ　３７　（Ｐ　ｆヤ７ネルー
エンハンスメント型）は、マイクロコンピュータ２２０
制御出力側３８に配置されている。このＭＯＳ−ＦＥＴ
　３７のスイッチ区間は、点火切換段２００制御入力側
２１に接続されている。そノ際、ＭＯＳ−ＦＥＴ　３７
の開放されたドレイン端子りは、点火切換段２０の制御
入力側２１に接続されている。さらに、ＭＯＳ−ＦＥＴ
　３７のゲート端子Ｇは、マイクロコンピュータ２２の
制御出力側３８に接続され、ソース端子Ｓは、接続線路
１９を介して、マイクロコンピュータ２２の、１次巻線
１４に接続されているプラス端子２７に接続されている
。

第２図に、点火切換段２ｏの回路構成を示す。

点火切換段２０は、１つのダーリントン点火トランジス
タ４０を有している。このダーリントン点火トランジス
タ４０のスイッチ区間は、１次回路に接続されている。

その際、ダーリントン点火１゛ランジスタ４０のコレク
タ側は、接続線路１８に接続され、エミッター側は、接
続線路１９に接続されている。ダーリントン点火トラン
ジスタ４００ベース端子は、抵抗、１１を介して、ダー
リントン点火トランジスタ４０のコレクタ端子に接続さ
れている。ダーリントン点火トランジスタ４０のベース
−エミッタ間は、制御トランジスタ４２のスイッチ区間
によって橋絡されている。制御トランジスタ＝１２のエ
ミッタは、ダーリントン点火トランジスタ４０のエミッ
タに接続されている。制御トランジスタ４２のベースは
、一方では、点火切換段２０の制御入力側２１として構
成され、他方では、ツェナーダイオード４３、前置接続
されたダイオード４４及び抵抗４５を介して、接続線路
１８に接続され、また、別の抵抗−＋６を介して、接続
線路１９に接続されている。この回路分岐のダイオード
４４は、１次巻線１４０点火に必要な半波に対して順方
向に接続されるように極性づげられている。これに反し
て、ツェナーダイオード４３は、逆方向に接続されてい
る。

第３図に示す、極軸１１が回転する間の１次巻線１４に
おけろ電圧経過Ｕ１４の線図を用いて、第１図及び第２
図に示した点火装置の動作をさらに詳しく説明する。そ
の際、電圧経過においては、１次巻線１４の下方の端部
１４ａが基準点とされ−（いる。磁石セグメント１２が
、イグニッションアマチュア１３に接近するや否や、１
次巻線にまずマイナスの電圧半波が現われる。このマイ
ナスの電圧半波は、１次巻線１４に並列に接続された、
ツェナーダイオ−ｒ３３及び抵抗３４を有する回路分岐
により次のような程度にだけ減衰される。即ち、点火装
置の他の構成素子が、過度に高い電圧によって破損され
得ないような程度にだけ減衰される。さらにこのマイナ
スの電圧半波は、抵抗２５及びダイオード２６を介して
、蓄積段２３のコンデンサ２４を充電又は再充電する。

その結果、マイクロコンピュータ２２の端子２７及び２
８には、３．５ｖ乃至５■の十分な電圧供給が行なわれ
る。

コンデンサ２４に並列に接続されたツェナーダイオード
２９により、・供給電圧は５ｖに制限される。ＦＥＴ３
１は、ゲートに制御電圧が加わっていないので、さしあ
たりなお遮断されている。

そのため、コンデンサ２４のマイナス電位は、負荷抵抗
３２を介して、マイクロコンピュータ２２０制御入力側
３０にも印加される。マイクロコンピュータ２２０制御
出力側３８にも同様に、マイナス電位が現われる。それ
により、ＦＥＴ３７は導通となり、もって、点火切換段
２００制御入力側２１は接続線路１９の電位におかれる
。従って、点火切換段２０における制御トランジスタ４
２は、遮断状態に保持される。

１次巻線１４のプラスの電圧半波が始まると、点火切換
段２０のダーリントン点火トランジスタ４０は、抵抗４
１を介して導通状態に制御され、１次電流が流れ始める
。この１次電流により、１次電圧Ｕ］４は、小さな値に
制限される。

この電圧半波に対して、蓄積段２３のダイオード２６は
、阻市方向に接続されており、その結果、コンデンサ２
４の充放電などの電荷の移動が不可能となる。しかし、
抵抗３４及び３６を介して、この電圧は、ＦＥＴ３１の
ゲートに達する。従って、ＦＥＴ３１のゲート電位は、
ＦＥＴ３１のソース端子におけるプラス電位よりも高く
なり、その結果、ＦＥＴ３１は、導通状態に制御される
。この時点から、コンデンサ２４により駆動されろ制御
電流が、ＦＥＴ３１を介して負荷抵抗３２を通って流れ
る。それにより、マイクロコンピュータ２２の制御入力
側３０には、同様に、プラス電位が現われる。この入力
信号を供給すれるとマイクロコンピュータ２２は、内燃
機関の回転数に依存して、点火時点を計算する。

この点火時点の計算については、例えば、ドイツ連邦共
和国特許出願公開第３００６２８８号公報に詳細に記載
されている。この計算に基づき、点火時点ＺＺＰにおい
て、制御出力側３８は、供給電圧のマイナス電位からプ
ラス電位へと切換えられる。その結果、ＦＥＴ３７のゲ
ートとソースは、同じ電位を有する。それにより、ＦＥ
Ｔ３７は遮断される。点火切換段２０の制御トランジス
タ４２は、従って即座に、抵抗４５、ダイオ−Ｐ４４及
びツェナーダイオ−Ｐ４３を介して導通状態に制御され
、点火トランジスタ４００制御区間を橋絡する。それに
より、１次電流は、急激に遮断され、２次巻線１５には
、高電圧・ξルスが現われる。この高電圧パルスは、点
火プラグ１６に点火火花を発生する。点火過程により、
１次巻線１４にも、振動的に高電圧ピークが発生される
が、しかし、この高電圧ピークは、ツェナーダイオード
２９及び３３により制限される。プラスの電圧半波Ｕ１
４の終了時に、マイクロコンピュータ２２の制御入力側
において、プラスの電圧半波の減衰と共にＦＥＴ３１は
再び遮断される。マイクロコンピュータ２２０制御出力
側３８におけるＦＥＴ３７は、マイナス電位への切換に
より、再び導通状態に制御される。その結果、点火切換
段２０の制御トランジスタ４２も再び遮断状態になる。

極軸１１の各１回転ごとに、上述の過程が周期的に繰返
される。

第４図には、第１図に示した点火装置用の制御回路の別
の実施例を示す。その際、同一の構成素子には、同一の
記号を付しである。ここでは、蓄積段２３のコンデンサ
２４は、接続線路１８を介して、１次巻線１４の上端１
４ｂに接続され、従って、マイクロコンピュータ２２へ
の電圧供給のためのマイナス端子２８は、接続線路１８
に接続されている。この実施例の場合、マイクロコンピ
ュータ２２０制御入力側には、自己導通形ＭＯ８−ＦＥ
Ｔ３１ａ　（Ｎチャンネル−デプレッション型）が配置
されている。また、電圧制限段のツェナーダイオ−Ｆ″
３３のカソード側は、接続線路１８に接続されている。

マイクロコンピュータ２２０制御出力側３８には、別の
自己阻止型ＦＥＴ３７ａ　（ｐチャネルーデプレツショ
ン型）が配置されており、この自己阻止型ＦＥＴ　３７
　ａのソース端子は、同様に、接続線路１８に接続され
ている。

この実施例の場合も、第３図に示した１次巻線１４にお
ける電圧経過Ｕ］４のマイナスの電圧半波は、蓄積段２
３のコンデンサ２４を充電するために用いられる。その
際、マイクロコンピュータ２２０制御入力側３０におけ
るＦＥＴ３１ａは自己導通形であり、匍ｊ御出力側３８
におけるＦＢＴ　３７　ａはゲートに印加されたプラス
電位により遮断されている。それにより、ドレイン端子
における負荷抵抗４７を介して、接続線路１９の電位が
、点火切換段２０の制御入力側２１に加わる。プラスの
電圧半波が始まると、ＦＥＴ　３１　ａのゲート電位は
、ソース電位に対して負になり、ＦＥＴ　３１　ａは遮
断される。従って、マイクロコンピュータ２２０制御入
力側３０における電位は、負荷抵抗３２を介して、供給
電圧のプラス電位に高められる。このことに依存して、
マイクロコンピュータ２２は、点火時点において、供給
電圧のマイナス電位を、その制御出力側３８に供給する
。これにより、今や、ＦＥＴ　３７　ａは導通ずる。接
続線路１８の電位は、ＦＥＴ３１ａを介して、点火切換
段２００制御入力側２１に供給され、既述の様に点火過
程が開始する。

本発明は、上述の実施例に限定されない。なぜなら、点
火切換段２０、マイクロコンピュータ２２及び蓄積段２
３の回路構成は、変形することができるからである。ま
た、ＦＥＴの代りに、有利には、光学結合器、等の様な
、別の。

エネルギーを消費せずに切換る構成要素を用いることも
できる。また、マグネット点火装置１０の代りに、別個
の点火コイルを有するマグネット発電機を用いることが
できる。しかし、点火に不必要な発電機の１次回路にお
ける半波を、コンピュータに対する電圧供給のために用
いることが本質的要点であり、また、点火に用いられる
発電機の半波を、コンピュータの制御入力側における入
力回路構成によって次のように変換する、即ち当該半波
は、コンピュータにおいて点火時点をめるための回転数
信号及び基準信号として処理し得るように変換するとい
うことに主要点が存する。その際、有利には、各ＦＥＴ
は、コンピュータの入力側及び出力側においてコンピュ
ータ内に共に集積できる。各ＦＥＴは、ここでは、専ら
動作機能を説明し易くするために、ディスクリート構成
素子として示した。接続線路１９または、（第１図及び
第４図に示すように）接続線路１８をアースに接続する
か否かは、重要なことではない。マイクロコンピュータ
２２としては、既述の２つの実施例の様な回路装置の場
合、ナショナル半導体Ｃ０Ｐ３１１を用いる。

発明の効果 本発明による内燃機関の点火用回路装置は、点火過程に
よって負荷されない（もしくは点火に不要な）発電機の
巻線の半波が、蓄積段を充電するために用いられると共
に、マイクロコンピュータに電圧を供給するためにも用
いられるという利点を有する。従って、内燃機関を始動
する際に既に、マイクロコンピュータに対する十分な電
圧供給が保証される。供給電圧に対して逆方向に極性づ
けられた回転数信号及びトリガ信号は、マイクロコンピ
ュータにより読込まれ得るように有利には、絶縁ゲート
型の制御可能な半導体スイッチ（有利にはＭＯＳ−ＦＥ
Ｔ　）によって変換される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による点火装置の回路装置の回路略図
、第２図は、第１図に示した点火切換段の回路構成略図
、第３図は、点火装置のマグネット発電機の１次巻線に
おける電圧経過の路線図、第４図は、第１図に示した回
路装置とは異なる構成を有する、第２実施例としての点
火装置の制御回路略図を示す。 １０・・・マグネット点火装置、１１・・・極軸、１２
・・・磁石セグメント、１３・・・イグニションアーマ
チュア、１４・・・１次巻線、１５・・・２次巻線、１
６・・・点火プラグ、１７・・・鉄心、２ｏ・・・点火
切換段、２２・・・マイクロコンピュータ、２３・・・
蓄積段、３　］　、　３１．ａ　、　３７　、３７ａ・
−・ＭＯＳ−ＦＥＴ１４０・・・ダーリントン点火トラ
ンジスタ、４２・・・制御トランジスタ ｂｑｂ− ］　、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　内燃機関によって駆動されるマグネット発電機を有
   し、点火コイルの１次回路において、発電機の巻線を有
   し、点火コイルの２次回路において、点火プラグを有し
   、１次回路において点火切換段を有し、点火切換段を点
   火時点において切換える、コンピュータを備えた制御回
   路を有し、該コンピュータの制御入力側が、発電機の巻
   線と接続されており、また、コンピュータに電圧を供給
   するために用いられる蓄積段を有し、該蓄積段の出力側
   は前記コンピュータに接続され、該蓄積段の入力側は、
   ダイオード装置を介して、発電機の巻線と接続されてい
   る、内燃機関の点火用回路装置において、蓄積段（２３
   ）の入力端におけるダイオード装置（２６）を、点火切
   換段（２０）の順方向ないし導通方向に対して逆方向に
   極性づけて接続し、また、蓄積段（２３）の出力側（２
   ４ａ）に並列に、絶縁ゲート型半導体スイッチ（３１）
   の切換区間と、該半導体スイッチ（３１）の出力側に接
   続された負荷抵抗（３２）とを接続し、また、半導体ス
   イッチ（３１）の出力側（Ｄ）を、コンピュータ（２２
   ）の制４１入力端（３０）に接続し、半導体スイッチ（
   ３１）のゲート（Ｇ）を、発電機の巻線（１４）の１方
   の端部（１４ｂ、１４ａ）と接続し、発電機の巻線（１
   ４）の他方の端部（１４ａ、１４ｂ）を、蓄積段（２３
   ）、及びコンピュータ（２２）の電圧供給端子（２７，
   ２８）に接続したことを特徴とする、内燃機関の点火用
   回路装置。 ２　半導体スイ：７　チ（：４１　、３１２　）が、Ｍ
   ＯＳ−ＦＥＴであり、該ＭＯ８−ＦＥＴのＰレイン（Ｄ
   ）を、コンピュータ（２２）の制御入力側（３０）に接
   続し、かつ負荷抵抗（３２）を介して、コンピュータ（
   ２２）の電圧供給端子（２７，２８）に接続し、また、
   ＭＯＳ−ＦＥＴのソース端子（Ｓ）を、コンピュータ（
   ２２）の他の電圧供給端子（２８゜２７）に接続し、Ｍ
   ＯＳ−ＦＥＴのゲート端子（Ｇ）を、電圧制限段（３３
   ，３４）を介して、発電機の巻線（１４）の一方の端子
   （１４ｂ、１４ａ）と接続した、特許請求の範囲第１項
   に記載の回路装置。 ３　電圧制限段を、発電機の巻線に並列に接続された、
   ツェナーダイオード（３３）を有する分岐と、前置接続
   された抵抗（３４）とで構成し、抵抗（３４）のタップ
   （３５）を、他の抵抗（３６）を介して、ＦＥＴ（３］
   、）のゲート端子（Ｇ）に接続した、特許請求の範囲第
   ２項に記載の回路装置。 ４　発電機の巻線（１４）の、点火に不必要な電圧半波
   を減衰するためのツェナーダイオード（３３）を、蓄積
   段（２３）のダイオード（２６）と同一の順方向に接続
   した、特許請求の範囲第３項に記載の回路装置。 ５　コンデンサ（２４）に対して並列に接続されたツェ
   ナーダイオード（２９）を有するＲＣ直列接続体によっ
   て構成された蓄積段（２３）はコンデンサ（２，１）の
   プラス極を以て当該蓄積段の入力側及び出力側を形成し
   、該コンデンサ（２４）のプラス極を、コンピュータ（
   ２２）のプラス端子（２７）及び、発電機の巻線（１４
   ）ノーツノ端子（１ｅａ）に接続し、また、コンデンサ
   （２４）のマイナス極は、コンピュータ（２２）のマイ
   ナス端子（２８）に接続された別の出力側（２４ａ）を
   特徴する特許請求の範囲第１項記載の回路装置。 ６　コンピュータ（２２）の制御出力側（３８）に、絶
   縁されたゲ−１・を有する別のスイッチ（３７゜３７８
   ）を配置し、該スイッチのスイッチ区間を、点火切換段
   （２ｏ）の制御入力側（２１）に接続した、特許請求の
   範囲第１項記載の回路装置。 ７　半導体スインｆ（３７，３７ａ）が、ＭＯＳ−ＦＥ
   Ｔであって、該ＭＯ８−ＦＥＴのゲート端子（Ｇ）を、
   コンピュータ（２２）の制御出力側（３８）に接続し、
   該ＭＯ８−ＦＥＴのソース端子（Ｓ）を、発Ｎ機ノ巻線
   （］　４　）に接続されているコンピュータ（２２）の
   電圧供給端子（２７，２８）に接続し、該ＭＯ８−ＦＥ
   ＴのＩ？レイン端子（Ｄ）を、点火スイッチ段（２ｏ）
   の制御入力側（２１）に接続した、特許請求の範囲第６
   項記載の回路装置。