JPS6242157B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はエンジンの点火時期制御装置に関す
る。

エンジンの点火時期制御装置は、エンジンの点
火栓に高電圧パルスすなわちイグニツシヨンパル
スを供給するタイミング換言すれば点火時期をエ
ンジン回転数の増減に応じて調節してシリンダ内
の最適燃焼を達成せんとするものである。

かかる点火時期制御装置の一例として特願昭55
−139500号（特開昭57−65865号公報）に開示さ
れるものが上げられる。この点火時期制御装置
は、エンジン回転数が所定範囲内にある場合は、
エンジン回転数に比例して点火時期を進角せしめ
該所定範囲以下及び以上のエンジン回転数におい
ては各々所定の最遅点火時期及び最進点火時期に
維持するようになつている。

しかしながら、かかる特性の点火時期制御装置
では、特に極低回転域において点火時期が最遅点
火時期であつても圧縮上死点より前であるので、
エンジンの逆転及びそれに伴ういわゆるけり返し
が発生する場合がある。

よつて、本発明は、エンジンの極低回転域にお
けるエンジンの逆転及びそれに伴うけり返しの発
生を防止した点火時期制御装置を提供することを
目的とする。

本発明による点火時期制御装置は、エンジンの
極低回転域において点火時期を圧縮上死点以後に
遅らせることにより、エンジンの逆転及びそれに
伴うけり返しの発生を防止している。

以下、本発明による点火時期制御装置について
図面を参照しつつ詳細に説明する。

本発明による点火時期制御回路の一例を第１図
に示しており、本図において、１０は点火時期を
制御さるべきエンジン（図示せず）により回転せ
しめられる発電機の発電コイル、１１は整流用ダ
イオード、１２は前記発電コイル１０の発生電圧
により前記ダイオード１１を介して充電される点
火電源用コンデンサ、１３は後述する制御回路部
によりトリガされて導通するサイリスタで、これ
により前記コンデンサ１２の充電電荷を点火コイ
ル１４の１次巻線１４−１に放電せしめ、その２
次巻線１４−２を介して点火栓１５に火花を発生
せしめる。また、ダイオード１８は外部端子２１
からの逆流防止用ダイオードであり、ダイオード
１９は発電コイル１０の出力電圧が図示の極性と
は逆の極性になつたときにその出力を短絡するた
めの短絡用ダイオードである。以上で点火回路部
を構成する。

次に、２０はエンジンサイクルにおける所定の
最進及び最遅点火角度位置にて正及び負（第１及
び第２）タイミングパルスを発生するパルス発生
コイル（以下パルサコイルと称す）である。

また、，，，，，は前記点火回路
部の制御回路部で、はパルサコイル２０から
の負タイミングパルスの立下りに同期して第１鋸
歯状波電圧を発生する第１鋸歯状波発生回路、
は上記正及び負タイミングパルスの間で第１鋸歯
状波電圧より大なる傾斜角の第２鋸歯状波電圧を
発生する第２鋸歯状波発生回路、は第１鋸歯状
波電圧と第２鋸歯状波電圧若しくは後述する矩形
波電圧とを比較して両者の差が所定値以上のとき
オン信号を発生する比較回路、は前記比較回路
の出力によりサイリスタ１３のゲートにトリガ
信号を供給するトリガ信号発生回路、は前記制
御回路部の駆動用電源部、は前記負タイミング
パルスの発生期間において前記第２鋸歯状波電圧
より大なるレベルの矩形波電圧を発生する矩形波
発生回路である。

電源部は発電コイル１０の出力電圧を整流す
るダイオード３６とこの整流出力により抵抗３７
を介して充電されるコンデンサ３８と前記コンデ
ンサ３８を定電圧充電するためのダイオード３９
及びツエナーダイオード４０により構成されてい
る。

次に、第１鋸歯状波発生回路において、コン
デンサ２４は、電源部からの電源電圧によつて
抵抗２５との所定時定数にて充電されると共に、
エンジンの始動時にはダイオード４８及びコンデ
ンサ４９を介して電源電圧まで充電される。この
コンデンサ２４の両端間には抵抗２７を介してト
ランジスタ３３が接続されており、導通（オン）
することにより抵抗２７と共にコンデンサ２４の
放電回路を構成する。トランジスタ３３のベース
には、抵抗３５を介してコンデンサ３６、抵抗３
７及びダイオード３８からなる微分回路の出力端
が接続されている。ダイオード３８は微分波形の
負成分をクランプする作用をなすためのものであ
る。コンデンサ３６は電源部からの電源電圧に
よつて抵抗３９を介して充電されるのである
が。、コンデンサ３６の入力端と接地間にツエナ
ーダイオード４０が接続されているので、定電圧
充電となる。コンデンサ３６の入力端と接地間に
は、ダイオード２２、抵抗２３，２８を介してト
ランジスタ２６が接続されており、このトランジ
スタ回転に同期するパルサコイル２０の負タイミ
ングパルスにより導通し、抵抗２９及びコンデン
サ３０と共にコンデンサ３６の放電回路を構成す
る。

次に、第２鋸歯状波発生回路において、スイ
ツチトランジスタ７１は前記パルサコイル２０か
らの正タイミングパルスにより導通する補助トラ
ンジスタ７２のオン・オフに応じてオン・オフ動
作する。コンデンサ４１は前記トランジスタ７１
がオンの時にダイオード４２を介して充電され
る。抵抗４３，４４は駆動用電源電圧を分圧する
分圧器を構成し、トランジスタ４５のベースが前
記分圧器４３，４４の分圧点に接続されている。
トランジスタ４５は、スイツチトランジスタ７１
の導通により導通し、コンデンサ４６を前記分圧
器の分電圧まで充電せしめる。コンデンサ４６及
び４１は抵抗４７により接続され、コンデンサ４
６は抵抗４７との時定数でコンデンサ４１を電源
として充電される。

比較回路はトランジスタ５１によつて構成さ
れ、トランジスタ５１のエミツタは第２鋸歯状波
発生回路の出力端（点Ｃ）に、ベースが抵抗５
３を介して第１鋸歯状波発生回路の出力端（点
Ｆ）に夫々接続され、又コレクタが比較出力端と
して抵抗５２を介してトリガ信号発生回路に接
続される。トリガ信号発生回路は、増幅用トラ
ンジスタ６１，６２を含み、トランジスタ６１は
比較回路の出力に応答して導通することにより
該トランジスタ６２を導通せしめる。そしてトラ
ンジスタ６２の導通によりサイリスタ１３はコン
デンサ４１からゲート電流を供給されてオン（導
通）になり、これによりコンデンサ１２が放電し
て高電圧パルスが点火栓１５に印加される。

矩形波発生回路は、抵抗５４を経た電源部
からの電源電圧によつてダイオード５５を介して
充電されるコンデンサ５６と、ベースが抵抗５７
及び前記抵抗２３を介してトランジスタ２６のコ
レクタに接続されトランジスタ２６のオン期間オ
ンとなるトランジスタ５８とを有している。トラ
ンジスタ５８のコレクタには、トランジスタ５８
のオン期間すなわち負タイミングパルスの発生期
間矩形波電圧が出力され、この矩形波電圧は抵抗
５９を介して比較回路におけるトランジスタ５
１のエミツタに印加される。

次に本発明装置の回路動作について第２図を参
照して説明する。

まず、エンジンが始動すると、パルサコイル２
０から第２図Ａに示す如き正および負タイミング
パルスが発せられる。前述した如く、この正及び
負タイミングパルスは、エンジンサイクルにおけ
る点火時期最進角度位置及び最遅角度位置に発生
するようになつており、換言すれば、正及び負タ
イミングパルスによつて点火時期変動範囲を画定
しているのである。一方、コンデンサ３８は、ツ
エナーダイオード３９のツエナー電圧Vzにて定
電圧充電され、その両端電圧はほぼ一定に維持さ
れて電源電圧となる。パルサコイル２０からの正
タイミングパルスは抵抗３１及びコンデンサ３２
の並列回路を経てトランジスタ７２のベースに供
給されてこれをオンとせしめ、同時にトランジス
タ７１もオンにする。正タイミングパルスによる
トランジスタ７１のオンによつて、電源部の出
力電圧がダイオード４２を経てコンデンサ４１に
印加されるので、コンデンサ４１の両端電圧は第
２図Ｂに示す如くほぼ該出力電圧になる。それと
同時に、トランジスタ４５も導通してコンデンサ
４６を充電するが、コンデンサ４６の初期充電電
流は分圧抵抗４３，４４による分圧電圧によつて
制限されるようになつており、コンデンサ４６の
初期両端電圧はコンデンサ４１より低くなる。よ
つて、コンデンサ４１の充電電荷が抵抗４７を介
してコンデンサ４６に移動してコンデンサ４６の
両端電圧は徐々に上昇して第２図Ｃに示す如き立
上り前縁部を有する鋸歯状波となる。

次いで、負タイミングパルスがパルサコイル２
０から供給されると、ダイオード３４及び抵抗２
８，２９に電流が流れ、トランジスタ２６のエミ
ツタ電圧が低下して負タイミングパルスの発生期
間トランジスタ２６が導通するので、Ｄ点の電位
は第２図Ｄに示す如く負タイミングパルスの発生
期間低レベルとなる。これにより、コンデンサ３
６、抵抗３７及びダイオード３８からなる微分回
路の出力端には第２図Ｅに示す如き正の微分波形
が発生する。なお、負の微分波形はダイオード３
８によりクランプされる。そして正の微分波形に
応答してトランジスタ３３が導通してコンデンサ
２４の充電電荷を放電すると共に、トランジスタ
５１を通電せしめコンデンサ４１，４６の充電電
荷を放電する。なお、このときのコンデンサ４１
の放電量は、抵抗４７の抵抗値が大なる故僅かで
ある。コンデンサ２４には、常時、電源部の出
力電圧が印加されている故、負タイミングパルス
の立下りで放電された後抵抗２５およびコンデン
サ２４によつて定まる時定数で充電され、コンデ
ンサ２４の両端電圧が徐々に上昇して結局第２図
Ｆに示す如き鋸歯状波となる。

また、負タイミングパルスの発生期間、Ｄ点の
電位の低下により矩形波発生回路のトランジス
タ５８が導通し、常時電源部の出力電圧により
充電されているコンデンサ５６の充電電荷を抵抗
５９を介して放電する。従つて、トランジスタ５
８のコレクタには負タイミングパルスの発生期間
において第２図Ｇに示す如き矩形波電圧が発生
し、この矩形波電圧は第２鋸歯状波電圧（第２図
Ｃ）と合成されて第２図Ｈに示す如き合成波電圧
としてトランジスタ５１のエミツタに印加され
る。なお、第１図においてＣ点とＨ点とは同電位
であり、第２図Ｃと第２図Ｈとは同波形となるの
であるが、説明の都合上、矩形波電圧（第２図
Ｇ）の発生期間における第２図Ｃの波形を仮想的
に示してある。

上記したような制御回路部の動作において、第
２鋸歯状波電圧（第２図Ｃ）及び矩形波電圧（第
２図Ｇ）の合成波電圧（第２図Ｈ）が第１鋸歯状
波電圧（第２図Ｆ）を越えるとトランジスタ５１
がオンとなり、次いでトランジスタ６１及び６２
がオンとなつて、コンデンサ４１の蓄電電荷の放
電によるトリガ信号が抵抗１６，１７に供給され
てサイリスタ１３がオンとなり、コンデンサ１２
が放電して点火されるのである。

従つて、点火時期は、負タイミングパルス発生
から第１鋸歯状波電圧と第２鋸歯状波電圧若しく
は矩形波電圧との差が所定値に達する時点（この
場合所定値はトランジスタ５１のベース・エミツ
タ間電圧）によつて定まる。なお、第２鋸歯状波
の傾斜は第１鋸歯状波のそれより大きくなるよう
に諸回路定数が選定されている。

次に、第３図及び第４図を参照してエンジン回
転数と点火時期との関係について説明する。第３
図は、エンジン回転数が所定回転数N₁以下にあ
る場合の連続する２つの負タイミングパルス間に
おける第１鋸歯状波電圧の変化を実線にて示し、
これに対してエンジン回転数の変化に対応した第
２鋸歯状波電圧及び矩形波電圧の合成波電圧の変
化を破線にて示している。エンジン回転数が上昇
するにつれて、合成波電圧は、図の左方に向つて
移動することになり、第１鋸歯状波電圧を越える
タイミング変化するのである。すなわち、エンジ
ン回転数が所定回転数N₁より小なる極低回転域
では、合成波電圧がP₁で示されるような位置関係
にあつて第１鋸歯状電圧を越えることなく、点火
時期は負タイミングパルスの消滅時点、すなわち
正の微分波形（第２図Ｅ）の発生時点となり、例
えば圧縮上死点〜該上死点後５゜程度の角度位置
となる。エンジン回転数が所定回転数N₁に達す
ると、合成波電圧がP₂で示される位置まで移動
し、合成波電圧の後方立上り部すなわち矩形波電
圧（第２図Ｇ）の立上り部が第１鋸歯状波電圧を
越えるので、点火時期はステツプ状に進角して負
タイミングパルスの発生時点となる。この状態に
おいては従来の最遅点火時期θ_１が得られるもの
であり、所定回転数N₂までこの状態が継続す
る。

エンジン回転数が所定回転数N₂を越えて高く
なると、合成波の前部の傾斜すなわち第２鋸歯状
波の傾斜は第１鋸歯状波立上り部のそれより大き
く設定されているので、合成波電圧が第１鋸歯状
波電圧に対してP₃で示される関係になり第１鋸歯
状波電圧に達するまでの時刻がエンジン回転数上
昇と共に早くなり、点火時期が早くなる、すなわ
ち点火時期が進角するのである。エンジン回転数
が所定回転数N₃に達した状態においては、第２
鋸歯状波電圧が正タイミングパルス発生と同時に
所定電圧だけ直ちに上昇する前縁立上り部を有す
るパルス波形であり、合成波電圧がP₃にて示され
る位置にあつて正タイミングパルス発生と同時に
第２鋸歯状波電圧が第１鋸歯状波電圧を越えてし
まうので、正タイミングパルスと同時にトリガ信
号がサイリスタに供給される。この状態において
は最進の点火時期θ_２が得られるものであり、所
定回転数N₃以上においてこの状態が継続する。

上述したエンジン回転数の変化に対応した点火
時期の変化を第４図に示す。

なお、エンジンの始動時は、コンデンサ２４の
充電開始がランダムであるため、最初の点火が進
角範囲内のどの時点で行われるかわからないので
あるが、電源部とコンデンサ２４との間にコン
デンサ４９を接続し、始動時はコンデンサ４９を
通してコンデンサ２４を電源電圧まで充電するよ
うにしたので、最初の点火は必ず正の微分波形の
発生時、すなわち負タイミングパルスの立下りで
行なわれることになる。

以上説明したように、本発明による点火時期制
御装置においては、エンジンの極低回転域での点
火時期を圧縮上死点以後に遅らせたので、エンジ
ンの逆転及びそれに伴うけり返しが発生せず、エ
ンジンの始動性を向上できるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２
図および第３図は第１図の回路の各部の電圧動作
波形を示す波形図、第４図は本発明による点火時
期特性を示すグラフである。 主要部分の符号の説明、……点火回路部、
……第１鋸歯状波発生回路、……第２鋸歯状波
発生回路、……比較回路、……トリガ信号発
生回路、……電源部、……矩形波発生回路、
１０……発電コイル、２０……パルサコイル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ トリガ信号に応じてエンジンの点火栓駆動用
   点火コイルに高電圧パルスを供給する点火回路に
   前記トリガ信号を供給する点火時期制御装置であ
   つて、エンジンサイクル毎の所定点火時期範囲を
   定める最進点火角度位置及び最遅点火角度位置に
   て第１及び第２タイミングパルスを発生するパル
   ス発生手段と、前記第２タイミングパルスの立下
   りに同期した第１鋸歯状波信号を発生する第１鋸
   歯状波発生手段と、前記第１及び第２タイミング
   パルス間において前記第１鋸歯状波信号より大な
   る傾斜を有しかつ前縁立上り部を有する第２鋸歯
   状波信号を発生する第２鋸歯状波発生手段と、第
   ２タイミングパルスの発生期間において前記第２
   鋸歯状波信号より大なるレベルの矩形波信号を発
   生する矩形波発生手段と、前記第１鋸歯状波信号
   と前記第２鋸歯状波信号若しくは前記矩形波信号
   との大小を比較して両者の差が所定値以上のとき
   オン信号を発生する比較手段と、前記オン信号に
   応じて前記トリガ信号を発生するトリガ信号発生
   手段とを備えたことを特徴とするエンジンの点火
   時期制御装置。