JPS6062660A - Ignition device for internal-combustion engine - Google Patents

Ignition device for internal-combustion engine

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JPS6062660A
JPS6062660A JP16870084A JP16870084A JPS6062660A JP S6062660 A JPS6062660 A JP S6062660A JP 16870084 A JP16870084 A JP 16870084A JP 16870084 A JP16870084 A JP 16870084A JP S6062660 A JPS6062660 A JP S6062660A
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transistor
circuit
current
ignition coil
closing angle
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Masaji Iwai
正司 岩井
Yoichi Mikami
三上 陽一
Noboru Yamamoto
昇 山本
Takashi Hachiga
八賀 隆
Tomoatsu Makino
友厚 牧野
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NipponDenso Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/045Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions combined with electronic control of other engine functions, e.g. fuel injection

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Abstract

PURPOSE:To reduce power dissipation and heat radiation and improve reliability by performing the close angle control so as to attain the injection timing when the primary current of an ignition coil reaches a predetermined current and performing high-energy ignition. CONSTITUTION:When the alternating voltage generated by an AC generator 100 is at the positive side, a transistor 53 is turned on, transistors 54, 59 are turned off, a transistor 60 is turned on, a transistor 62 is turned off, a transistor 63 and a power transistor 64 are turned on, thus feeding the primary current of ignition coil 101. When the energizing current of the ignition coil 101 is increased to reach a predetermined current value, a current flows into the base of the transistor 62, the transistors 62, 63 and the power transistor 64 are controlled in an active region, and the energizing current of the ignition coil 101 is controlled. A thermistor 40 is used for the temperature compensation of a current limit circuit 113. Next, when the alternating voltage of the AC generator 100 is changed to the negative side, the primary current of the ignition coil 101 is cut off and an ignition plug is discharged.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関の点火装置tこ関するものであり、特
に低回転から高回転まで高エネルギーの点火性能を持つ
点火装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an ignition device for an internal combustion engine, and particularly to an ignition device that has high energy ignition performance from low to high rotation speeds.

従来周知の高エネルギー点火装置としては、特開明46
−7657号公報に提案されている点火装置がある。こ
の特開昭46−7657号公報による点火装置において
は、内燃機関と同期して回転する交流発電機の交流出力
を整流しコンデンサに直流電圧として蓄え、この直流電
圧を前記交流出力のバイアス電圧として加えて波形整形
回路に印加することにより、点火コイルの一次電流を通
電している閉角度を拡大し、点火コイルの一次電流が所
定電流に達すると前記コンデンサの充電電荷を放電させ
る様に負帰還して閉角度、いいかえれば通電開始時期を
修正し、点火コイルの一次電流が丁度所定の電流値に達
した時に点火時期になる様に閉角度制御をしている。
As a conventionally well-known high-energy ignition device, JP-A-46
There is an ignition device proposed in Japanese Patent No.-7657. In the ignition device according to Japanese Patent Application Laid-Open No. 46-7657, the AC output of an AC generator rotating in synchronization with the internal combustion engine is rectified and stored in a capacitor as a DC voltage, and this DC voltage is used as a bias voltage for the AC output. In addition, by applying it to the waveform shaping circuit, the closing angle at which the primary current of the ignition coil is passed is expanded, and when the primary current of the ignition coil reaches a predetermined current, negative feedback is applied so that the charge in the capacitor is discharged. The closing angle, in other words, the energization start timing is corrected, and the closing angle is controlled so that the ignition timing is reached just when the primary current of the ignition coil reaches a predetermined current value.

従って、機関回転数が低く、交流発電機の交流出力電圧
が小さい時には前記のコンデンサの充電電圧がほとんど
零であるので、前記した様な閉角度制御は出来ず、交流
出力波形で決る閉角度で通電することになり、余分な時
間−次電流が流れ、点火コイルやパワートランジスタの
消費電力が大きく温度上昇が大きいという問題があった
Therefore, when the engine speed is low and the AC output voltage of the alternator is small, the charging voltage of the capacitor is almost zero, so the closing angle cannot be controlled as described above, and the closing angle determined by the AC output waveform cannot be controlled. There was a problem in that the current was turned on for an extra time, and the power consumption of the ignition coil and power transistor was large, resulting in a large temperature rise.

本発明はかかる従来装置の問題を解決すべくなされたも
ので、内燃機関と同期して回転する交流発電機と、この
交流発電機に発生ずる交流電圧に応動してスイッチング
する波形整形回路と、この波形整形回路の出力に応動し
て点火コイルの一次電流をオンオフするパワートランジ
スタのヘース電流を制御するドライブ回路と、−次電流
が所定の電流値以上にならない様に前記パワートランジ
スタを定電流制御する電流制限回路と、内燃機関の回転
数に応した電圧を前記波形整形回路に加えて前記交流電
圧に対する前記波形整形回路のスイッチングレベルを変
更し、点火コイルの一次電流が通電している閉角度を拡
大する様に動作する閉角度拡大回路と、前記パワートラ
ンジスタが定電流制御されている時間幅に応じて前記交
流電圧に対する前記波形整形回路のスイッチングレベル
を変更し前記点火コイルの一次電流か通電している閉角
度を縮小する様に動作する閉角度縮小回路と、前記閉角
度拡大回路の出力に無関係に前記閉角度縮小回路による
前記波形整形回路のスイッチングレベルの変更を前記パ
ワートランジスタの導通期−間の間は中断する中断回路
とを具備することによって、低速回転から高速回転まで
点火コイルの一次電流が丁度所定の電流に達したとき点
火時期になる様に閉角度制御を行って高エネルギーの点
火を行い、かつ低速回転時においても点火コイルおよび
パワートランジスタの消費電力が少なく、発熱を少なく
でき、さらに波形整形回路の発振防止をすることができ
ると共に閉角度縮小回路による点火時期への悪影響を防
止して信頼性の高い内燃機関用点火装置を提供すること
を目的とするものである。
The present invention has been made to solve the problems of such conventional devices, and includes: an alternator that rotates in synchronization with an internal combustion engine; a waveform shaping circuit that switches in response to the alternating current voltage generated in the alternator; A drive circuit that controls the Hase current of the power transistor that turns on and off the primary current of the ignition coil in response to the output of the waveform shaping circuit, and a constant current control of the power transistor so that the negative current does not exceed a predetermined current value. a current limiting circuit that applies a voltage corresponding to the rotational speed of the internal combustion engine to the waveform shaping circuit to change the switching level of the waveform shaping circuit with respect to the alternating current voltage, and a closing angle at which the primary current of the ignition coil is energized. a closing angle expansion circuit that operates to expand the primary current of the ignition coil; a closing angle reduction circuit that operates to reduce the closing angle of the power transistor, and a closing angle reduction circuit that operates to reduce the closing angle of the power transistor; - By providing an interruption circuit that interrupts between low-speed rotation and high-speed rotation, the closing angle is controlled so that the ignition timing is reached when the primary current of the ignition coil reaches a predetermined current from low speed rotation to high speed rotation. ignition, and the power consumption of the ignition coil and power transistor is low even during low speed rotation, reducing heat generation.Furthermore, it is possible to prevent oscillation of the waveform shaping circuit, and the negative impact on ignition timing due to the closed angle reduction circuit. It is an object of the present invention to provide a highly reliable ignition device for an internal combustion engine that prevents this from occurring.

以下図に示す実施例に基づき本発明を説明する。The present invention will be explained below based on embodiments shown in the figures.

第1図は本発明の一実施例を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of the present invention.

第1図において、1〜31は抵抗、40はサーミスタ、
51〜63はトランジスタ、64ばパワートランジスタ
、71〜75はダイオード、81〜88はツェナーダイ
オード、91〜95ばコンデンサ、100は内燃機関と
同期して回転する交流発電機、101は点火コイル、1
02はハソテリである。また二点鎖線で囲っである11
1は閉角度拡大回路、112は閉角度縮小回路、113
は電流制限回路のそれぞれのおおよその構成要素が示し
である。また、トランジスタ53.54.59は波形整
形回路の主要要素を構成し、トランジスタ60,62.
63ばドライブ回路の主要要素を構成している。トラン
ジスタ51.61はそれぞれトランジスタ53.62の
温度補償を兼ねたダイオードとして用いである。コンデ
ンサ9J、94.95は誤動作防止用に用いである。そ
して、本実施例ではパワートランジスタ64の定電流制
御されている時間幅をパワートランジスタ64のコレク
タ非飽和出力電圧の時間幅により検出して閉角度縮小回
路112を動作させている。
In Fig. 1, 1 to 31 are resistors, 40 is a thermistor,
51 to 63 are transistors, 64 is a power transistor, 71 to 75 are diodes, 81 to 88 are Zener diodes, 91 to 95 are capacitors, 100 is an alternator that rotates in synchronization with the internal combustion engine, 101 is an ignition coil, 1
02 is Hasoteri. Also, 11 is enclosed by a chain double-dashed line.
1 is a closed angle expansion circuit, 112 is a closed angle reduction circuit, 113
The approximate components of each of the current limiting circuits are shown. Further, transistors 53, 54, 59 constitute the main elements of the waveform shaping circuit, and transistors 60, 62 .
63 constitutes the main element of the drive circuit. Transistors 51 and 61 are used as diodes that also serve as temperature compensation for transistors 53 and 62, respectively. Capacitors 9J and 94.95 are used to prevent malfunction. In this embodiment, the time width during which the constant current of the power transistor 64 is controlled is detected by the time width of the collector unsaturated output voltage of the power transistor 64, and the closing angle reduction circuit 112 is operated.

次に、その動作につき説明する。まず、閉角度拡大回路
111および閉角度縮小回路112を省いて説明する。
Next, the operation will be explained. First, the description will be made while omitting the closing angle expansion circuit 111 and the closing angle reduction circuit 112.

交流発電機100に発生ずる交流電圧が正極側の時には
トランジスタ53がオンし、トランジスタ54がオフ、
トランジスタ59がオフ、トランジスタ60がオン、ト
ランジスタ62がオフ、トランジスタ63がオン、パワ
ートランジスタ64がオンになり、点火コイル101の
一次電流を通電する。そして、点火コイル101の通電
電流が上昇すると電流検出用抵抗31の端子電圧が上昇
し遂に所定の電流値に達すると、抵抗25.26を介し
てトランジスタ62のベースへ電流が流れ込゛み、トラ
ンジスタ62.63およびパワートランジスタ64が活
性領域で制御されて、点火コイル101の通電電流が所
定の電流値を越えない様に制御される。サーミスタ40
はトランジスタ61と同様に電流制限回路113の温度
補償用に使用しである。次に、交流発電機100に発生
する交流電圧が負極性に変化すると、トランジスタ53
がオフし、トランジスタ54がオン、トランジスタ59
がオン、トランジスタ63がオフ、パワートランジスタ
64がオフになり、点火コイル101の一次電流が遮断
され図示しないディストリビュータを介して点火プラグ
が放電する。
When the AC voltage generated in the AC generator 100 is on the positive side, the transistor 53 is turned on and the transistor 54 is turned off.
Transistor 59 is turned off, transistor 60 is turned on, transistor 62 is turned off, transistor 63 is turned on, power transistor 64 is turned on, and the primary current of ignition coil 101 is conducted. When the current flowing through the ignition coil 101 increases, the terminal voltage of the current detection resistor 31 increases, and when it finally reaches a predetermined current value, the current flows into the base of the transistor 62 via the resistor 25, 26. Transistors 62, 63 and power transistor 64 are controlled in their active regions so that the current flowing through ignition coil 101 does not exceed a predetermined current value. thermistor 40
Similarly to the transistor 61, it is used for temperature compensation of the current limiting circuit 113. Next, when the AC voltage generated in the AC generator 100 changes to negative polarity, the transistor 53
is off, transistor 54 is on, transistor 59
is turned on, the transistor 63 is turned off, the power transistor 64 is turned off, the primary current of the ignition coil 101 is cut off, and the spark plug is discharged via a distributor (not shown).

また、サージ電圧等でバッテリ電圧が異常に上昇した場
合には、抵抗18.19および定電圧ダイオード84で
構成した過電圧検出回路によりトランジスタ59がオン
し、パワートランジスタ64がオフしてこのパワートラ
ンジスタ64の破壊を防止する。
Furthermore, when the battery voltage rises abnormally due to a surge voltage or the like, the overvoltage detection circuit composed of the resistor 18, 19 and the constant voltage diode 84 turns on the transistor 59, turns off the power transistor 64, and turns off the power transistor 64. prevent the destruction of

次に、閉角度拡大回路111および閉角度縮小回路11
2を含めて第2図の波形図を参照して動作を説明する。
Next, the closing angle expansion circuit 111 and the closing angle reduction circuit 11
The operation will be explained with reference to the waveform diagram of FIG. 2 including 2.

第2図において波形図(alは交流発電機100の交流
出力を示し、波形図(b)はトランジスタ53のコレク
タ出力を示し、波形図(C1は点火二1イル101の一
次電流波形を示し、波形図(dlはパワートランジスタ
64のコレクタ出力を示し、波形図telはトランジス
タ58のコレクタ出力を示し、波疹図(flはコンデン
サ93の充電電圧波形を示す。今、内燃機関の回転数が
充分高いとすると、交流発電機100の交流出力は充分
大きい。従って、コンデンサ92ば機関回転数に応した
直流電圧で充電され、トランジスタ53にはエミッタ抵
抗・ロワのトランジスタ52および抵抗6を介して順方
向バイアスが供給されている。従って、l〜ランジスタ
53が交流発電機100の交流出力に対してスイッチン
グするレヘルば、第2図の波形図(a1図示の様に■1
だけ下げられており、トランジスタ53はPlでオフし
、Qlでオンし、P2でオフする。すなわち波形図(a
)図示のQl、P2間が点火コイル101の通電時間に
なる。すなわち、閉角度拡大回路111により閉角度が
拡大されている。この通電時間中には点火コイル101
の1次電流は第2図の波形図(C1図示の様に一定時間
T後に定電流に達し、その時パワートランジスタ64の
コレクタ出力には波形11 (d1図示の様な非飽和出
力電圧が得られる。また、このパワートランジスタ64
が非飽和領域で作動している時、トランジスタ54がオ
フしていてトランジスタ58がオフしているため、コン
デンサ93は第2図の波形図(e)図示の電圧で充電さ
れ、第2図の波形図(f1図示の様な充電波形となる。
In FIG. 2, the waveform diagram (al shows the AC output of the alternator 100, the waveform diagram (b) shows the collector output of the transistor 53, the waveform diagram (C1 shows the primary current waveform of the ignition coil 101, The waveform diagram (dl shows the collector output of the power transistor 64, the waveform diagram tel shows the collector output of the transistor 58, and the waveform diagram (fl shows the charging voltage waveform of the capacitor 93).Now, the rotation speed of the internal combustion engine is sufficient. If high, the AC output of the AC generator 100 is sufficiently large. Therefore, the capacitor 92 is charged with a DC voltage corresponding to the engine speed, and the transistor 53 is in turn charged via the emitter resistor/lower transistor 52 and the resistor 6. directional bias is supplied.Therefore, if the transistor 53 switches in response to the AC output of the alternator 100, the waveform diagram in FIG.
The transistor 53 is turned off at Pl, turned on at Ql, and turned off at P2. In other words, the waveform diagram (a
) The period between Ql and P2 shown in the figure is the energization time of the ignition coil 101. That is, the closing angle is expanded by the closing angle expansion circuit 111. During this energization time, the ignition coil 101
The primary current reaches a constant current after a certain period of time T as shown in the waveform diagram of Fig. 2 (C1), and at that time, the collector output of the power transistor 64 has a non-saturated output voltage as shown in waveform 11 (d1). .In addition, this power transistor 64
When is operating in the non-saturation region, the transistor 54 is off and the transistor 58 is off, so the capacitor 93 is charged with the voltage shown in the waveform diagram (e) in FIG. The charging waveform is as shown in the waveform diagram (f1).

そして、コンデンサ93の充電電圧はダーリントン接続
したトランジスタ56.57、抵抗IOおよびダイオー
ド73を介してトランジスタ53のエミッタ抵抗8に負
帰還される。ここで、トランジスタ55はトランジスタ
59のコレクタ信号で制御されるのでトランジスタ53
がオフの時トランジスタ55もオフしており、前記の様
に負帰還がかかりトランジスタ53が逆方向バイアスを
受けることになる。そして、トランジスタ53がオフの
区間中逆方向バイアスを受ける。このことは、すなわち
第2図の波形図(alの22点でトランジスタ53がオ
フした後、次にトランジスタ53がオンする点Q2が前
記の順方向バイアスV1と逆方向バイアスV2とによっ
て決定されることになる。そして、トランジスタ53が
オンした後はトランジスタ55もオンするので逆方向バ
イアスがなくなり、次のオフ点P3は順方向バイアスV
1のみによって決まる。すなわち、このトランジスタ5
5ばトランジスタ53のスイッチングの正帰還作用を行
い、特に低速回転で交流発電機100の交流出力が小さ
く、また(頃斜がゆるやかな時の発振防止に効果がある
The charging voltage of the capacitor 93 is then negatively fed back to the emitter resistor 8 of the transistor 53 via the Darlington-connected transistors 56 and 57, the resistor IO, and the diode 73. Here, since the transistor 55 is controlled by the collector signal of the transistor 59, the transistor 53
When the transistor 55 is off, the transistor 55 is also off, and negative feedback is applied as described above, so that the transistor 53 receives a reverse bias. Then, during the off period, the transistor 53 receives a reverse bias. This means that after the transistor 53 is turned off at point 22 of the waveform diagram (al) in FIG. 2, the point Q2 at which the transistor 53 is turned on next is determined by the forward bias V1 and reverse bias V2. Then, after the transistor 53 is turned on, the transistor 55 is also turned on, so there is no reverse bias, and the next off point P3 is the forward bias V.
Determined only by 1. That is, this transistor 5
5 performs a positive feedback effect on the switching of the transistor 53, and is particularly effective in preventing oscillations when the alternating current output of the alternator 100 is small at low speeds and the slope is gentle.

さらに、電源電圧の変動等によって点火コイル101の
一次電流の立上り時間が変動し、定電流に達する時間も
変動してパワートランジスタ64が非飽和領域で作動す
る時間が変動し、これによって、トランジスタ53に加
わる逆バイアスV2の大きさも変動することになるが、
パワートランジスタ64が導通している期間はトランジ
スタ55により上記逆バイアス■2が中断されるため、
この逆バイアスV2の変動による点火時期の変動が防止
される。
Furthermore, the rise time of the primary current of the ignition coil 101 changes due to fluctuations in the power supply voltage, etc., and the time it takes to reach a constant current also changes, causing the time during which the power transistor 64 operates in the non-saturation region to change. The magnitude of the reverse bias V2 applied to will also vary, but
During the period when the power transistor 64 is conductive, the reverse bias (2) is interrupted by the transistor 55;
Fluctuations in ignition timing due to fluctuations in reverse bias V2 are prevented.

前記した様に閉角度縮小回路112による逆方向バイア
スV2はパワートランジスタ64のコレクタ非飽和電圧
時間幅に応動し、トランジスタ53のオン点、すなわち
点火コイル101の通電開始点を順方向バイアスV1の
みで決まるQlから02点に変更して閉角度を縮小する
。閉角度を縮小しすぎた場合には、次の点火サイクルに
おけるパワートランジスタ64のコレクタ非飽和電圧時
間幅が小さくなり、逆バイアス■2が小さくなる結果閉
角度の縮小液を修正し、通電時間をほぼ′rに制御する
As described above, the reverse bias V2 by the closing angle reduction circuit 112 responds to the collector non-saturation voltage time width of the power transistor 64, and the ON point of the transistor 53, that is, the starting point of energization of the ignition coil 101, is controlled by the forward bias V1 alone. Change the determined Ql to 02 points and reduce the closing angle. If the closing angle is reduced too much, the collector non-saturation voltage time width of the power transistor 64 in the next ignition cycle will become smaller, and the reverse bias 2 will become smaller.As a result, the closing angle reduction liquid will be corrected and the energization time will be reduced. It is controlled to approximately 'r.

次に、内燃機関の低速回転時につき説明する。Next, explanation will be given regarding the low speed rotation of the internal combustion engine.

低速回転時においては、交流発電機1oOの交流出力は
非常に小さい。従って、閉角度拡大回路111のコンデ
ンサ92の充電電圧はほとんど零であり、順方向バイア
スV1ばほとんど零であり、閉角度縮小回路112がな
い場合には交流発電機100の交流出力の零クロス点(
第2図の波形図(alの場合は、Xl、71点)で決定
される点でトランジスタ53がスイッチングする。そし
て、低速回転である為その時の点火コイル101の通電
時間は時間Tに比べ非常に長くなる。従来装置において
はこの場合の閉角度は何ら補正できなかったが、本発明
装置においては高速回転時に説明したと同様の動作で閉
角度縮小回路112がトランジスタ53に逆バイアスを
供給し、通電時間をはぼTに制御する。
During low speed rotation, the AC output of the alternator 1oO is very small. Therefore, the charging voltage of the capacitor 92 of the closing angle expansion circuit 111 is almost zero, and the forward bias V1 is almost zero, and if there is no closing angle reduction circuit 112, the zero cross point of the AC output of the alternator 100 (
The transistor 53 switches at a point determined by the waveform diagram in FIG. 2 (X1, 71 points in case of al). Since the ignition coil 101 rotates at a low speed, the energization time of the ignition coil 101 at that time is much longer than the time T. In the conventional device, the closing angle could not be corrected at all in this case, but in the device of the present invention, the closing angle reduction circuit 112 supplies a reverse bias to the transistor 53 in the same manner as explained during high-speed rotation, and the energization time is reduced. Control it to T.

第3図は本発明の点火装置に用いる閉角度縮小回路11
2の他の実施例を示す要部電気回路図である。第3図に
おいて、131〜135は抵抗、141〜144ばトラ
ンジスタであり、これらに ゛よって放電電流増幅回路
150が構成しである。
FIG. 3 shows a closed angle reduction circuit 11 used in the ignition device of the present invention.
FIG. 2 is a main part electrical circuit diagram showing another embodiment of the second embodiment. In FIG. 3, 131 to 135 are resistors, and 141 to 144 are transistors, which constitute a discharge current amplification circuit 150.

第3図図示の放電電流増幅回路150の動作を第4図お
よび第5図の波形図を参照して説明する。
The operation of the discharge current amplification circuit 150 shown in FIG. 3 will be explained with reference to the waveform diagrams of FIGS. 4 and 5.

まず、トランジスタ141と142の組合せおよびトラ
ンジスタ143と144の組み合わせばそれぞれ同一種
のトランジスタを用いて温度補償を行った電流増幅回路
であって、それぞれ抵抗133と134の電圧降下およ
び抵抗131と132の電圧降下が等しくなる様に電流
増幅する。従って、コンデンサ93の放電電流が抵抗1
35.134およびトランジスタ144を介して流れて
いる限り抵抗131、トランジスタ141およびダイオ
ード73を介してトランジスタ53に逆方向バイアスを
供給する。従って、トランジスタ53のエミッタ抵抗8
に供給される逆方向バイアス電圧は、第5図図示の波形
(11の様に初期電圧VOから指数関数カーブで変化す
る電圧となる。第4図および第5図において横軸は時間
、縦軸は電圧がとっである。また、第4図および第5図
の波形(glは交流発電機100の交流出力の正極性ピ
ーク電圧Vを波形間隙tに対してプロットしたものであ
る。一般に交流発電機100の出力は機関回転数に対し
て直線的に増加するので波形+glば1/lの関数にな
る。一方、第1図図示の回路の場合には、逆方向バイア
スはトランジスタ56.57によるエミッタフォロワお
よび抵抗10、ダイオード73を介して供給されるので
、コンデンサ93の充電電圧がトランジスタ56.57
およびダイオード73の順方向電圧降下分以下になると
逆方向バイアスを供給できなくなる。従って、実質的な
逆方向バイアスは第4図図示の波形(hlの様に時刻T
Oで零になるので、交流発電機100の交流出力の波形
周期がTo以上の極低速回転時には逆方向バイアスがか
からない。また、一方時刻tにおける逆方向バイアス電
圧値が波形周期がtの交流発電機100の交流出力の正
極性のピーク電圧を越えているとトランジスタ53はオ
ンで、きず点火ミスとなる。すなわち第4図および第5
図の逆方向バイアス電圧波形(hl、(1)は必ず波形
(glの下側になければならない。従って、第4図図示
の波形(++’)の様にコンデンサ93の放電時定数を
大きくすると波形(h’)>波形tg+の時刻tに相当
する波形周期の回転数区間で点火ミスとなる。一方、第
5図図示の波形(glおよび(1)においては、波形(
glが1/lの関数であり、波形(1)は指数関数であ
るのでその商は極小値を持つ。従って、その極小点で波
形(1)が波形tg)以上にならない様に回路定数を設
定しておけば前記した様にコンデンサ93の放電電流が
抵抗135.134およびトランジスタ144を介して
流れている限り、トランジスタ53に逆方向バイアスを
供給するので、機関の超低速時においても逆方向バイア
スによって閉角度を縮小して点火コイル101の通電時
間をほぼTに制御するので制御性が高い。
First, the combination of transistors 141 and 142 and the combination of transistors 143 and 144 are current amplifier circuits in which temperature compensation is performed using transistors of the same type. Amplify the current so that the voltage drop is equal. Therefore, the discharge current of capacitor 93 is
Provides reverse bias to transistor 53 through resistor 131, transistor 141 and diode 73 as long as it flows through 35, 134 and transistor 144. Therefore, the emitter resistance 8 of the transistor 53
The reverse bias voltage supplied to is a voltage that changes in an exponential curve from the initial voltage VO as shown in the waveform shown in Figure 5 (11). In Figures 4 and 5, the horizontal axis is time, and the vertical axis is In addition, the waveforms in FIGS. 4 and 5 (gl are the positive peak voltage V of the AC output of the AC generator 100 plotted against the waveform gap t. In general, AC power generation Since the output of the engine 100 increases linearly with the engine speed, it becomes a function of the waveform + gl = 1/l.On the other hand, in the case of the circuit shown in Figure 1, the reverse bias is provided by the transistors 56 and 57. Since the charging voltage of the capacitor 93 is supplied through the emitter follower, the resistor 10, and the diode 73, the charging voltage of the capacitor 93 is
When the forward voltage drop of the diode 73 is lowered or lower, a reverse bias cannot be supplied. Therefore, the substantial reverse bias is determined by the waveform shown in FIG.
Since it becomes zero at O, no reverse bias is applied when the AC generator 100 rotates at an extremely low speed in which the waveform period of the AC output is equal to or higher than To. On the other hand, if the reverse bias voltage value at time t exceeds the positive peak voltage of the AC output of the AC generator 100 with a waveform period of t, the transistor 53 is turned on, resulting in a flaw ignition error. That is, Figures 4 and 5
The reverse bias voltage waveform (hl, (1) in the figure must be below the waveform (gl). Therefore, if the discharge time constant of the capacitor 93 is increased as shown in the waveform (++') shown in Figure 4, An ignition error occurs in the rotation speed section of the waveform period corresponding to time t of waveform (h')>waveform tg+.On the other hand, in the waveforms (gl and (1) shown in FIG. 5), the waveform (
Since gl is a function of 1/l and waveform (1) is an exponential function, its quotient has a minimum value. Therefore, if the circuit constants are set so that the waveform (1) does not exceed the waveform tg at the minimum point, the discharge current of the capacitor 93 will flow through the resistor 135, 134 and the transistor 144 as described above. As far as it goes, since a reverse bias is supplied to the transistor 53, the closing angle is reduced by the reverse bias and the energization time of the ignition coil 101 is controlled to approximately T even when the engine is running at a very low speed, so the controllability is high.

第6図および第7図は本発明の点火装置に用いる閉角度
縮小回路112のさらに他の実施例を示す要部電気回路
図であり、第6図において、151.152.153は
抵抗、154はツェナーダイオードであり、第7図にお
いて、161.162は抵抗、163はツェナーダイオ
ードである。
6 and 7 are main part electric circuit diagrams showing still another embodiment of the closing angle reduction circuit 112 used in the ignition device of the present invention. In FIG. 6, 151.152.153 is a resistor; is a Zener diode; in FIG. 7, 161 and 162 are resistors, and 163 is a Zener diode.

第8図および第9図はそれぞれ第7図、第8図図示の回
路動作の説明に供する波形図である。第6図および第7
図の回路では前記した第1図および第3図図示の回路に
おけるコンデンサ93の放電回路に抵抗152又は16
2とツェナーダイオード154又は163の直列回路が
追加された形になっている。従って、コンデンサ93の
充電電圧がツェナーダイオード154又は163のツェ
ナー電圧に比して高いか低いかにより放電時定数が切り
替わる。よって、逆方向バイアスは第6図および第7図
の回路にり]しそれぞれ第8図図示の波形(J)および
第9図図示の波形(klの様にtが小さいときにより高
く設定できる。これはもが小さい時すなわち機関の高速
回転時に大きな逆方向バイアスをかけ得ることを示し、
高速回転時における制御性能がより向上する。さらに、
本実施例の思想を応用して逆方向バイアス波形を多段の
折れ線近似曲線にして波形(glに近づければさらに制
御性能を向上できる。
FIGS. 8 and 9 are waveform diagrams for explaining the circuit operations shown in FIGS. 7 and 8, respectively. Figures 6 and 7
In the circuit shown in the figure, the resistor 152 or 16 is connected to the discharge circuit of the capacitor 93 in the circuits shown in FIGS.
2 and a Zener diode 154 or 163 in series. Therefore, the discharge time constant changes depending on whether the charging voltage of the capacitor 93 is higher or lower than the Zener voltage of the Zener diode 154 or 163. Therefore, the reverse bias can be set higher in the circuits of FIGS. 6 and 7, and the waveform (J) shown in FIG. 8 and the waveform (J) shown in FIG. 9 (when t is small like kl), respectively. This shows that a large reverse bias can be applied when the engine is small, that is, when the engine rotates at high speed.
Control performance during high-speed rotation is further improved. moreover,
By applying the idea of this embodiment, the control performance can be further improved by making the reverse bias waveform into a multi-stage polygonal line approximation curve to approximate the waveform (gl).

また、閉角度拡大回路111や閉角度縮小回路112の
時定数回路では各コンデンサ92.93に並列にサーミ
スタを配置して温度特性を向上することも可能である。
Furthermore, in the time constant circuits of the closing angle expansion circuit 111 and the closing angle reduction circuit 112, it is also possible to improve the temperature characteristics by arranging a thermistor in parallel with each capacitor 92, 93.

また、本発明の実施例においては、閉角度拡大回路11
1は交流発電機100の交流出力を整流して内燃機関の
回転数と共に変化する直流電圧を作り順方向バイアスと
して波形整形回路のトランジシスタ53に印加している
が、例えば波形整形回路の出力の微分信号を整流充電し
たた、波形整形回路の出力で単安定マルチハイブレーク
をトリガしその出力を平滑した直流電圧を順方向バイア
スとしてもよい。
Further, in the embodiment of the present invention, the closing angle expansion circuit 11
1 rectifies the AC output of the AC generator 100 to create a DC voltage that changes with the rotational speed of the internal combustion engine and applies it as a forward bias to the transistor 53 of the waveform shaping circuit. The differential signal may be rectified and charged, a monostable multi-high break may be triggered by the output of the waveform shaping circuit, and the DC voltage obtained by smoothing the output may be used as the forward bias.

また、本発明の実施例においては、閉角度縮小回路11
2は、パワートランジスタ64が定電流制御されている
間のコレクタ非飽和出力電圧の時間幅によって動作して
いるが、電流検出用抵抗31の端子電圧によりパワート
ランジスクロ4が定電流制御されている間の時間幅を検
出して閉角度縮小回路112を動作させてもよい。
Further, in the embodiment of the present invention, the closing angle reduction circuit 11
2 operates according to the time width of the collector unsaturated output voltage while the power transistor 64 is under constant current control, but the power transistor 4 is under constant current control by the terminal voltage of the current detection resistor 31. The closing angle reduction circuit 112 may be operated by detecting the time width in between.

また、第10図は本点火装置に用いる閉角度縮小回路1
12のさらに他の実施例を示す要部電気回路である。第
10図において、65はトランジスタ、32は抵抗であ
る。本実施例ではトランジスタ53のヘース電流をトラ
ンジスタ65で抜くことによりスイッチングレベルを変
更して、トランジスタ53に逆バイアスをかけ閉角度を
縮小するようにしたものである。
In addition, Fig. 10 shows the closing angle reduction circuit 1 used in this ignition system.
12 is a main part electric circuit showing still another embodiment of No. 12. In FIG. 10, 65 is a transistor and 32 is a resistor. In this embodiment, the switching level is changed by extracting the Hase current of the transistor 53 by the transistor 65, and the closing angle is reduced by applying a reverse bias to the transistor 53.

以上説明した様に本発明点火装置においては、内燃機関
と同期して回転する交流発電機と、この交流発電機に発
生する交流電圧に応りJしてスイッチングする波形整形
回路と、この波形整形回路の出力に応動して点火コイル
の一次電流をオンオフするパワートランジスタのヘース
電流を制御するドライブ回路と、−次組流が所定の電流
値以上にならない様に前記パワートランジスタを定電流
制御する電流制限回路と、内燃機関の回転数に応じた電
圧を前記波形整形回路に加えて前記交流電圧に対する前
記波形整形回路のスイッチングレベルを変更し前記点火
コイルの一次電流が通電している閉角度を拡大する様に
動作する閉角度拡大回路と、前記パワートランジスタが
定電流制御されている時間幅に応じて前記交流電圧に対
するiiS記波形整形回路のスイッチングレベルを変更
し、前記点火コイルの一次電流が通電している閉角度を
縮小する様に動作する閉角度縮小回路とを具備している
から、内燃機関が低速回転動作であって交流発電機の交
流出力が小さい時においても閉角度縮小回路が動作して
通電時間が所定の時間になる様に閉角度制御を行い、こ
れによって低速回転時の点火コイルおよびパワートラン
ジスタの消費電力が少なく、発熱が少なく、信頼性が高
いという優れた効果がある。さらに、低速回転から高速
回転まで通電時間が所定の時間になる様に閉角度拡大回
路および閉角度縮小回路の動作で制御するから、点火時
期に達した時の点火コイルの一次電流が所定の電流値に
達しており高エネルギーの点火が行えるという優れた効
果がある。また、前記閉角度縮小回路は前記パワートラ
ンジスタが定電流制御されている間の時間幅に応じて前
記交流電圧に対する前記波形整形回路のスイッチングレ
ベルを変更し、前記点火コイルの一次電流が通電してい
る閉角度を縮小する様に動作するから、ハソテリー電圧
の低下によって点火コイルの一次電流に立上りがゆるや
かになっても前記パワートランジスタが定電流制御され
る間まで通電時間が長くなって所定の一次電流値まで達
することができ、パワーl−ランリスクの発熱を増大さ
せることなく点火エネルギーを高くできるという優れた
効果がある。
As explained above, the ignition system of the present invention includes an alternator that rotates in synchronization with the internal combustion engine, a waveform shaping circuit that switches according to the alternating current voltage generated in the alternator, and a waveform shaping circuit that performs switching according to the alternating current voltage generated in the alternator. A drive circuit that controls the Hose current of the power transistor that turns on and off the primary current of the ignition coil in response to the output of the circuit, and a current that controls the power transistor at a constant current so that the negative current does not exceed a predetermined current value. A limiting circuit and a voltage corresponding to the rotational speed of the internal combustion engine are applied to the waveform shaping circuit to change the switching level of the waveform shaping circuit with respect to the alternating current voltage to expand the closing angle at which the primary current of the ignition coil is energized. The switching level of the iiS waveform shaping circuit with respect to the AC voltage is changed according to the time width during which the power transistor is under constant current control, and the primary current of the ignition coil is energized. Since it is equipped with a closing angle reduction circuit that operates to reduce the closing angle of The closing angle is controlled so that the energization time is a predetermined time, and as a result, the ignition coil and power transistor consume less power during low speed rotation, generate less heat, and are highly reliable. Furthermore, since the closing angle enlargement circuit and the closing angle reduction circuit are controlled so that the energization time is a predetermined time from low speed rotation to high speed rotation, the primary current of the ignition coil when the ignition timing is reached is the predetermined current. It has the excellent effect of achieving high energy ignition. Further, the closing angle reduction circuit changes the switching level of the waveform shaping circuit with respect to the AC voltage according to the time width while the power transistor is under constant current control, and the primary current of the ignition coil is energized. Therefore, even if the rise of the primary current of the ignition coil becomes gradual due to a drop in the battery voltage, the current conduction time becomes longer until the power transistor is controlled with a constant current, and the specified primary current is reduced. This has the excellent effect of increasing the ignition energy without increasing heat generation due to power l-run risk.

さらに、前記閉角度拡大回路の出力に無関係に前記閉角
度縮小回路による前記波形整形回路のスイッチングレベ
ルの変更を前記パワートランジスタの導通期間の間は中
断する中断回路を備えるから、波形整形回路に対して正
帰還作用を行って、この波形整形回路の発振防止をする
ことができるのみならず、電源電圧の変動等によって閉
角度縮小回路による波形整形回路のスイッチングレベル
の変動があっても、点火時期への悪影響を防止すること
ができるという優れた効果がある。
Furthermore, since it includes an interruption circuit that interrupts the change in the switching level of the waveform shaping circuit by the closing angle reduction circuit during the conduction period of the power transistor, regardless of the output of the closing angle expansion circuit. Not only can the oscillation of this waveform shaping circuit be prevented by performing a positive feedback effect, but also the ignition timing can be adjusted even if the switching level of the waveform shaping circuit due to the closing angle reduction circuit fluctuates due to fluctuations in the power supply voltage, etc. It has the excellent effect of preventing adverse effects on

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明装置の一実施例を示す電気回路図、第2
図はその動作説明に供する各部波形図、第3図、第6図
、第7図および第10図は第1図図示装置に適用する閉
角度縮小回路112の他の実施例をそれぞれ示す要部電
気回路図、第4図、第5図、第8図および第9図はそれ
ぞれ第1図、第3図、第6図および第7図図示回路の動
作説明に供する特性図である。 53.54.59・・・波形整形回路の主要構成要素と
してのトランジスタ、55・・・中断回路の主要構成要
素としてのトランジスタ、60,62.63・・・ドラ
イブ回路の主要構成要素としてのトランジスタ、64・
・・パワートランジスタ、93・・・二lンデンサ、1
00・・・交流発電機、101・・・点火コイル、10
2・・・バッテリ、111・・・閉角度拡大回路。 112・・・閉角度縮小回路、113・・・電流制限回
路。 代理人弁理士 岡 部 隆 第2図 第3図 11ン 第4図 第5図 第6図 第7図 第8図 第9図 第10図
FIG. 1 is an electric circuit diagram showing one embodiment of the device of the present invention, and FIG.
The figure is a waveform diagram of each part to explain its operation, and FIGS. 3, 6, 7, and 10 are main parts showing other embodiments of the closed angle reduction circuit 112 applied to the device shown in FIG. 1. The electrical circuit diagrams of FIGS. 4, 5, 8 and 9 are characteristic diagrams for explaining the operation of the circuits shown in FIGS. 1, 3, 6 and 7, respectively. 53.54.59...Transistor as a main component of a waveform shaping circuit, 55...Transistor as a main component of an interruption circuit, 60,62.63...Transistor as a main component of a drive circuit , 64・
・・Power transistor, 93 ・・2L capacitor, 1
00... Alternator, 101... Ignition coil, 10
2...Battery, 111...Closing angle expansion circuit. 112...Closing angle reduction circuit, 113...Current limiting circuit. Representative Patent Attorney Takashi Okabe Figure 2 Figure 3 Figure 11 Figure 4 Figure 5 Figure 6 Figure 7 Figure 8 Figure 9 Figure 10

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 点火コイルと、この点火コイルの一次電流をオン、
オフするパワートランジスタと、内燃機関と同期して回
転する交流発電機と、この交流発電機に発生する交流電
圧に応動してスイッチングする波形整形回路と、この波
形整形回路の出力に応動して前記パワートランジスタの
ヘース電流を制御するドライブ回路と、前記点火コイル
の一次電流を所定値以下に制限すべく前記パワートラン
ジスタを定電流制御する電流制限回路と、前記内燃機関
の回転数に応じた電圧を前記波形整形回路に加えて前記
交流電圧に対する前記波形整形回路のスイッチングレベ
ルを変更して前記点火コイルの一次電流が通電している
閉角度を拡大する様に動作する閉角度拡大回路と、前記
パワートランジスタが定電流制御されている時間幅に応
じて前記交流電圧に対する前記波形整形回路のスイッチ
ングレベルを変更し、前記点火コイルの一次電流が通電
されている閉角度を縮小する様に動作する閉角度縮小回
路と、前記閉角度拡大回路の出方に無関係に前記閉角度
縮小回路による前記波形整形回路のスイッチングレベル
の変更を前記パワートランジスタの導通期間の間は中断
する中断回路とを具備する内燃機関用点火装置。 2、特許請求の範囲第1項記載の内燃機関用点火装置に
おいて、前記閉角度縮小回路は前記パワートランジスタ
が定電流制御されている時間幅に応じて前記波形整形回
路のトランジスタに逆方向バイアスを印加して前記交流
電圧に対する前記波形整形回路のスイッチングレベルを
変更し、前記点火コイルの一次電流が通電している閉角
度を縮小する様に動作する内燃機関用点火装置。
[Claims] 1. Turn on the ignition coil and the primary current of the ignition coil;
a power transistor that turns off, an alternator that rotates in synchronization with the internal combustion engine, a waveform shaping circuit that switches in response to the alternating current voltage generated in the alternator, and a waveform shaping circuit that switches in response to the output of the waveform shaping circuit. a drive circuit for controlling the Hose current of the power transistor; a current limiting circuit for controlling the power transistor at a constant current to limit the primary current of the ignition coil to a predetermined value or less; In addition to the waveform shaping circuit, a closing angle expansion circuit operates to change the switching level of the waveform shaping circuit with respect to the alternating current voltage to expand the closing angle at which the primary current of the ignition coil is energized; A closing angle that operates to change the switching level of the waveform shaping circuit with respect to the alternating voltage according to the time width during which the transistor is under constant current control, and to reduce the closing angle at which the primary current of the ignition coil is energized. An internal combustion engine comprising: a reduction circuit; and an interruption circuit that interrupts a change in the switching level of the waveform shaping circuit by the closed angle reduction circuit during the conduction period of the power transistor, regardless of the output of the closed angle expansion circuit. ignition device. 2. In the ignition device for an internal combustion engine according to claim 1, the closing angle reduction circuit applies a reverse bias to the transistor of the waveform shaping circuit in accordance with the time width during which the power transistor is under constant current control. An ignition device for an internal combustion engine that operates to change the switching level of the waveform shaping circuit with respect to the alternating current voltage applied to the alternating current voltage, and to reduce the closing angle through which the primary current of the ignition coil is conducted.
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