JPS6121577Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、内燃機関点火装置の閉路率制御装置
に関し、更に詳細には内燃機関の瞬時回転に応じ
て変化する交流信号のピーク値を毎周期検出し、
このピーク値と基準信号電圧とを比較し、その比
較による出力変化に基づいて、出燃機関の点火装
置に必要な、その都度の閉路率を得るようにした
内燃機関点火装置の閉路率制御装置に関するもの
である。

内燃機関点火装置における閉路率を制御する従
来の方式には、点火信号発生装置としての交流信
号発生装置により内燃機関の回転数に比例した信
号電圧を発生させ、それを積分して回転数情報と
して使用したものがあり、この場合、内燃機関の
回転数応答に対してコンデンサの時定数のため、
時間遅れが生ずる欠点があり、最終目的である閉
路率を精密に制御することが技術的に非常に困難
であつた。

本考案は、上記のような従来技術における問題
点を解消し、比較的簡単な構成で、内燃機関のあ
らゆる回転域にわたり、その点火装置に最適な閉
路率に、高精度に制御することができるようにし
た内燃機関点火装置の閉路率制御装置の提供を、
その目的とするものである。

このため、本考案は、内燃機関の回転に同期し
て交流信号を発生する交流信号発生装置と、前記
交流信号が印加され、それと同期して制御パルス
を発生するパルス発生回路と、上記交流信号のピ
ーク値に係る電圧をホールドするとともに当該ホ
ールド電圧を前記制御パルスによつてリセツトす
るようにしたピークホールド回路と、上記パルス
発生回路からの制御パルスに応答して駆動され指
数函数信号電圧を発生する指数函数信号電圧発生
回路と、上記ピークホールド回路の出力信号電圧
と前記指数函数信号電圧発生回路から発生する指
数函数信号電圧とのレベルを比較し、ピークホー
ルド回路の出力信号回路が指数函数信号電圧より
高い期間は出力を出さず、指数函数信号電圧がピ
ークホールド回路の出力信号電圧より高い期間は
出力を出す比較回路と、この比較回路の出力変化
に基づいて内燃機関のイグニツシヨンコイルへの
通電を断続せしめるスイツチ回路とを設けるよう
に構成したものである。

次に、本考案の一実施例を各図を参照して説明
する。

第１図は本考案に従う内燃機関点火装置の閉路
率制御装置の構成図で、符号１は上記内燃機関に
同期する交流信号発生装置である。交流信号発生
装置１から発生される交流信号はピークホールド
回路２およびパルス発生回路としてのシユミツト
トリガー回路３に印加される。上記シユミツトト
リガー回路３は、上記交流信号に同期してトリガ
パルスおよびリセツトパルスを発生し、トリガパ
ルスは指数函数電圧発生回路４に、またリセツト
パルスは上記交流信号のピーク値をホールドする
ピークホールド回路２に加えられる。ピークホー
ルド回路２および指数函数電圧発生回路４の出力
はそれぞれ比較回路５に入力されて比較され、比
較回路５からはデジタル出力が出力される。比較
回路５の出力は出力端子６から取り出され、それ
はイグニツシヨンコイルの一次電流を断続するス
イツチングに係るパワートランジスタまたはパワ
ートランジスタのドライブ用トランジスタのベー
スに入力され、それをスイツチング動作させてイ
グニツシヨンコイルの一次電流を断続して必要な
閉路率を得る。

第２図は第１図に示された閉路率制御装置の各
部の動作出力波形で、ａは交流信号発生装置１か
ら発生される交流信号の波形、ｂは交流信号発生
装置１から発生される交流信号に同期して作動す
るシユミツトトリガー回路３から発生したピーク
ホールド回路２に加えられるリセツトパルスの波
形、ｃはシユミツトトリガー回路３からのリセツ
トパルス（波形ｂ）に同期して交流信号（波形
ａ）の毎周期のピーク値をホールド（信号はレベ
ルシフトした後、負波々高値をホールドする）し
たホールド波形、ｄはシユミツトトリガー回路３
のリセツトパルス（波形ｂ）に同期して発生する
指数函数電圧発生回路４の出力、すなわち指数函
数波形、ｅはホールド波形ｃと指数函数波形ｄを
比較する比較回路５の出力波形である。

波形ｆはホールド波形ｃと指数函数波形ｄを比
較する比較回路５の動作を説明する図で、比較回
路５はホールド電圧（波形ｃ）が指数函数電圧
（波形ｄ）より高い期間T₁（OFF時間）は出力を
出さず、指数函数電圧（波形ｄ）がホールド電圧
（波形ｃ）より高い期間T₂（ON時間）は出力を
出す。

第３図のイおよびロは、第１図の構成からなる
閉路率制御装置の配電器（DIS）の回転数〔r.p.
m〕に対する４気筒４サイクルエンジンにおける
代表的特性の一例を示し、閉路率〔％〕、イグニ
ツシヨンコイルの一次電流のON，OFF時間
〔ms〕、および交流信号発生装置１の出力電圧SG
〔V.P.P〕、ホールド電圧〔V.D.C〕の関係を示す
曲線で、第５図に示す関係となつている。第３図
のハは、イおよびロの特性に対する必要な比較電
圧〔V.D.C〕で、時間軸に対して指数函数曲線と
なる。

すなわち、交流信号電圧SGがエンジン回転数
に対して直線的に比例出力したとき、ピークホー
ルド電圧は当然直線的に比例するが、比較回路５
に対するもう一方の必要比較電圧は時間軸に対し
て指数函数曲線となることを示している。

第４図は第１図の構成図の回路図で、符号７は
バツテリー、８はイグニツシヨンコイルである。
点線で囲んだ３′は前述のシユミツトトリガ回路
３を含むパルス発生回路で、抵抗９と、シユミツ
トトリガー回路を構成するトランジスタ１０、抵
抗１１，１２，１３，１４、トランジスタ１５、
抵抗１６と、シユミツトトリガー回路の出力を交
流結合するコンデンサ１７と、ベースバイアス用
抵抗１８、コンデンサ１７と共にシミツトトリガ
ー回路３の出力を微分する微分回路を構成する一
方抵抗１８と共にベースバイアスを決定する抵抗
１９、トランジスタ２０、抵抗２１とからなつて
いる。トランジスタ２０は、通常は抵抗１８，１
９によるバイアス電圧によつてONしていて、シ
ユミツトトリガー回路３の出力が立下つた時、コ
ンデンサ１７および抵抗１９から構成される微分
回路の時定数の間OFFする。抵抗２１はトラン
ジスタ２０のコレクタ抵抗で、トランジスタ２０
がOFFしたとき正パルスを出力する。２２はツ
エナーダイオード、２８は抵抗である。点線で囲
んだ２′は、ピークホールド回路２を構成する回
路で、抵抗２４，２５、オペレーシヨナルアンプ
２６、逆流阻止ダイオード２７、リセツト用トラ
ンジスタ２８、抵抗２９とピーク電圧保持用コン
デンサ３０とからなつている。オペレーシヨナル
アンプ２６はボルテージフオロアー接続され、高
入力インピーダンス低出力インピーダンス整合器
となる増幅度１の増幅器で、抵抗２４によつて交
流信号発生装置１からの交流信号を正方向にレベ
ルシフトして出力する。ピーク電圧保持用コンデ
ンサ３０は、レベルシフトされた交流信号の最小
値（接地電位に対して）をダイオード２７との回
路構成によりホールドする。ピーク電圧保持用コ
ンデンサ３０のホールド電圧はトランジスタ２８
によつてリセツトされる。点線で囲んだ符号４′
は指数函数電圧発生回路４を構成する回路で、抵
抗３１、リセツト用トランジスタ３２、抵抗３
３、コンデンサ３４と共に時定数回路を構成し比
較電圧に近似の指数函数電圧を発生する抵抗３
５、ボルテージフオロアーを構成しているオペレ
ーシヨナルアンプ３６とからなつている。コンデ
ンサ３４に充電された電圧はトランジスタ３２に
よりリセツトされる。点線で囲んだ符号５′は、
比較回路５を構成する回路で、抵抗３７，３８、
オペレーシヨナルアンプ３９とからなる。オペレ
ーシヨナルアンプ３９は抵抗３７，３８と共にヒ
ステリシスを持つた比較回路となり、ピークホー
ルド回路２あるいは２′の出力および指数函数電
圧発生回路４あるいは４′の出力を入力して比較
し、スイツチングしてデジタル信号を出力する。
抵抗４０，４１はツエナーダイオード２２と共に
定電圧回路を構成するものである。４２はパワー
トランジスタで、イグニツシヨンコイル８の一次
電流を比較回路５′の出力信号で抵抗４０より流
れるベース電流をON，OFFし、コレクタ電流が
ON，OFFすることによつて断続し、イグニツシ
ヨンコイル８の２次側に高圧火花を発生させる。
４８はコンデンサで、上記高圧火花エネルギーを
強化すると共にパワートランジスタ４２を高周波
サージから保護する。

次に、このように構成されたものの動作を第１
図、第２図、第３図、第４図、第５図および第６
図を参照して説明する。

まず、第１図および第４図において、内燃機関
に同期する交流信号発生装置１から発生する交流
信号はピークホールド回路２，２′およびパルス
発生回路３′（シユミツトトリガー回路３）に入
力する。ピークホールド回路２，２′に入力され
た信号は抵抗２４，２５で定まる電位にレベルシ
フトされ、第６図ａに示す交流波形となり、ツエ
ナーダイオード２２によつてツエナー電圧以上の
電圧はクランプされることになる。一方、シユミ
ツトトリガー回路３に供給された信号は波形整形
され、トランジスタ１５のコレクタには第６図ｂ
に示す矩形信号が発生る。この信号は、コンデン
サ１７、抵抗１８，１９によつて微分され、第６
図ｃに示す信号がトランジスタ２０のベースに供
給されることになり、この信号における負方向の
スパイク電圧がトランジスタ２０の動作電圧を下
回つているとき、トランジスタ２０はOFFとな
り、そのコレクタには第２図ｂに示すパルス信号
が形成される。この出力パルスの期間、コンデン
サ３０はトランジスタ２９を介して急速に充電さ
れ、ツエナーダイオード２２のツエナー電圧とな
る。この後、交流信号発生装置１の出力低下に応
じてその電位が低下し、交流信号発生装置１の出
力が最小値に至ると、それ以上の低下はなくな
る。その後、交流信号出力が増大し、演算幅器２
６の出力電圧がコンデンサ３０の電位より高くな
るが、ダイオード２７が逆バイアスされるととも
に比較用演算増幅器３９の入力インピーダンスが
高いため、コンデンサ３０の充放電経路のインピ
ーダンスは高くなり、電流の流入流出がなく、し
たがつて、交流信号発生器１の交流出力がレベル
シフトされた状態の最小値を次のリセツト信号
（第２図ｂ）が入力されるまで保持することにな
り、第２図ｃに示す電圧出力を発生することにな
る。

また、パルス発生回路３′の出力パルスに基づ
いて指数函数電圧発生回路４，４′は抵抗３３お
よびコンデンサ３４によつて構成される時定数回
路によつて第２図ｄに示す指数函数電圧（基準電
圧）を発生する。この電圧がピークホールド回路
２，２′の電圧とともに比較回路５，５′に入力さ
れ、第２図ｆに示すように基準電圧に対してピー
クホールド回路２，２′の出力が大となつたと
き、出力を発生して第２図ｅに示すデジタル信号
を出力する。

すなわち、交流信号発生装置１の交流信号は回
転数の増大とともに振幅が増大することになるた
め、ピークホールド回路２，２′によつて保持さ
れる電圧は低下することになり、OFF時間T₁を
減少させる方向に作用することになる。ここで、
OFF時間T₁はイグニツシヨンコイル８の１次電
流のOFF時間で、また、ON時間T₂はイグニツシ
ヨンコイル８の２次電流のON時間である。ON時
間T₂が立下つた時間に、イグニツシヨンコイル
８はOFFし、高圧火花がその２次側に発生する
ことになる。したがつて、機関の１回転毎にイグ
ニツシヨンコイル８への通電時間を制御すること
が可能となり、応答性のよい点火装置を得ること
が可能となる。

以上図示した実施例に基づき本考案の詳細を説
明して来たが、本考案は図示の実施例に限定され
るものではなく種々の変更或いは改良がなされ得
るものである。

以上の如く本考案によれば、交流信号発生装置
と、パルス発生回路と、ピークホールド回路と、
指数函数信号電圧発生回路と、比較回路およびス
イツチング回路とよりなる簡単な構成で、常に安
定して精度よく、内燃機関点火装置の閉路率を、
その都度、制御できるものであつて、内燃機関の
点火系の信頼性を確保できるとともに、コスト低
減をも図りうるものであつて、すぐれた実用的効
果を奏する考案ということができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に従う装置の一実施例を示す構
成図、第２図は第１図に示した装置の各部の動作
波形図、第３図は第１図に示した装置の動作を説
明するための補足説明図、第４図は第１図に示し
た装置の具体的な回路構成を示す回路図、第５図
は比較回路の代表的特性を表わす図、第６図は第
４図における各部の動作波形図である。 １……交流信号発生装置、２，２′……ピーク
ホールド回路、３……シユミツトトリガー回路、
３′……パルス発生回路、４，４′……指数函数電
圧発生回路、５，５′比較回路、６……出力端
子、７……バツテリー、８……イグニツシヨンコ
イル、９，１１，１２，１３，１４，１６，１
８，１９，２１，２３，２４，２５，２９，３
１，３３，３５，３８，４０，４１……抵抗、１
０，１５，２０，２８，３２，４２……トランジ
スタ、１７，３０，３４，４３……コンデンサ、
２２……ツエナーダイオード、２６，３６，３９
……オペレーシヨナルアンプ、２７……ダイオー
ド。なお、図中、同一符号は同一あるいは相当す
る部分を示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 内燃機関の回転に同期して交流信号を発生する
   交流信号発生装置と、前記交流信号が印加され、
   これと同期して制御パルスを発生するパルス発生
   回路と、上記パルス発生回路からの制御パルスに
   応答して駆動され経時的にレベルが指数函数的に
   変化する指数函数信号電圧を発生する指数函数信
   号電圧発生回路と、内燃機関の回転数の上昇に従
   つて上記指数函数信号電圧のレベル変化方向とは
   逆方向にレベルが変化するように上記交流電圧の
   ピーク値に係る電圧をホールドするとともに当該
   ホールド電圧を前記制御パルスによつてリセツト
   するようにしたピークホールド回路と、上記ピー
   クホールド回路の出力信号電圧と前記指数函数信
   号電圧発生回路から発生する指数函数信号電圧と
   のレベルを比較し、ピークホールド回路の出力信
   号電圧が指数函数信号電圧より高い期間は出力を
   出さず、指数函数信号電圧がピークホールド回路
   の出力信号電圧より高い期間は出力を出す比較回
   路と、この比較回路の出力変化に基づいて内燃機
   関のイグニツシヨンコイルへの通電を断続せしめ
   るスイツチング回路とから構成したことを特徴と
   する内燃機関点火装置の閉路率制御装置。