JPS6326277B2

JPS6326277B2 -

Info

Publication number: JPS6326277B2
Application number: JP8876882A
Authority: JP
Inventors: Hideki Yugawa
Original assignee: Kokusan Denki Co Ltd
Current assignee: Mahle Electric Drive Systems Co Ltd
Priority date: 1982-05-27
Filing date: 1982-05-27
Publication date: 1988-05-28
Also published as: JPS58206875A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は内燃機関の点火装置を機関の回転速度
に応じて変化させる電子制御式の進角または遅角
回路を備えた内燃機関用点火装置に関するもので
ある。

最近、排気ガスの浄化や燃料の消費量の節減を
図るため、機関の点火位置を正確に制御すること
が要求されるようになつている。そのため、電子
回路を用いて点火位置を制御する電子制御式の点
火方式が種々提案されており、その１つとして、
機関の１点火サイクル（各気筒において１度点火
が行なわれてから次の点火が行なわれるまでの期
間）に相当する長さの区間内に充電区間と放電区
間とを設定して充電区間でコンデンサを定電流充
電した後放電区間で該コンデンサを放電させ、こ
のコンデンサの放電時の端子電圧を基準電圧と比
較してコンデンサの端子電圧が基準電圧以下にな
つた角度位置で点火信号を発生させることにより
点火位置を進角させぬ進角回路を用いたものがあ
る。また同種の点火方式として、機関の１点火サ
イクルに相当する長さを越えない範囲で設定した
一定の充電区間の終了位置でコンデンサを放電さ
せ、該コンデンサの充電時の端子電圧を基準電圧
と比較して該端子電圧が基準電圧以上になつたと
きに点火信号を発生させて内燃機関の回転速度の
上昇に伴つて点火位置を遅角させる遅角回路を用
いたものがある。そしてこれらの方式を単独でま
たは適宜に組合せて用いることにより、種々の特
性をもつた内燃機関用点火装置を得ることができ
る。

第１図は本出願人が先に提案したこの種の内燃
機関用点火装置の一般的な構成を示したもので、
同図の点火装置においては、前記進角回路が用い
られている。第１図においてａは直流電源DCか
ら定電流回路ｂ及び放電阻止用ダイオードｃを通
して充電される積分コンデンサ、ｄはコンデンサ
ａを一定の時定数で放電される放電回路を構成す
る電流制限手段（定電流回路または抵抗）、ｅは
充放電区間制御用スイツチで、スイツチｅの制御
端子には機関と同期回転する信号発電機内に設け
られた信号コイルｆの出力を入力として矩形波信
号を発生する矩形波発生回路ｇの出力が入力され
ている。信号コイルｆは第２図Ｂに示したよう
に、機関の１点火サイクル当り１サイクルの信号
を機関の所定の回転角度位置で発生するもので、
第２図Ｂに示した例では機関の上死点TDCの前
角度θ₂の位置で１山の負方向信号（第１の半サイ
クルの信号）Es₁を発生し、次いで上死点前角度
θ₁の位置で１山の正方向信号（第２の半サイクル
の信号）Es₂を発生するようになつている。矩形
波発生回路ｇは上記負方向信号Es₁をそのまま同
幅の矩形波信号Vg（第２図Ｃ参照）に変換し、こ
の矩形波信号が発生している区間スイツチｅを導
通状態にする。ｈは電圧比較器で、この比較器に
はコンデンサａの端子電圧Vcと基準電圧発生回
路ｉから得られる基準電圧Vrとが入力され、コ
ンデンサａの端子電圧Vcが基準電圧Vr以下にな
つたときに電圧比較器ｈにより得られる信号が点
火位置を定める点火信号としてオア回路ｊを介し
て点火回路ｋに入力されている。信号コイルｆの
正方向信号出力Es₂はオア回路ｊを介して点火回
路ｋに点火信号として供給されると同時にコンデ
ンサａの両端に並列接続されたりセツト用スイツ
チｍの制御端子に供給されている。点火回路ｋは
点火信号が与えられたときに点火用の高電圧を発
生し、この高電圧を点火プラグに印加して点火動
作を行なわせる。

上記の点火装置では、コンデンサａ、定電流回
路ｂ、ダイオードｃ、電流制限手段ｄ、充放電区
間制御用スイツチｅ、比較器ｈ及び基準電圧発生
回路ｉにより、矩形波発生回路ｇから矩形波信号
が出力されている間に機関の回転速度に応じて発
生位置が変化する点火信号を出力する点火信号発
生回路Ｉが構成されている。この点火装置におい
て、機関の回転数がアイドリング回転数N₀
（RPM）から設定回転数N₁（＞N₀）までの低速領
域にある場合には、信号コイルｆの負方向信号
Es₁の波高値が矩形波発生回路ｇを動作させる値
に達しないため、矩形波発生回路ｇは矩形波信号
を出力しない。このとき点火信号発生回路Ｉは点
火信号を発生せず、信号コイルｆから得られる正
方向信号Es₂により点火回路ｋに点火信号が与え
られる。正方向信号Es₂の立上りを急峻にしてお
くと、この正方向信号Es₂により点火信号が与え
られる位置はほぼ正方向信号Es₂の立上り位置θ₁
となり、機関の点火位置は回転数Ｎ（RPM）に対
して略一定となる。機関の回転数がN₁以上にな
ると信号コイルｆの負方向信号Es₁が矩形波発生
回路ｇを動作させるレベルに達するため、矩形波
発生回路ｇから矩形波信号が発生する。このとき
コンデンサａの端子電圧Vcの回転角θに対する
波形は、第２図Ａに示す通りで、信号コイルｆの
正方向信号Es₂の立下り位置θ₅から次の負方向信
号Es₁、立上り位置θ₂まで一定の勾配で上昇（定
電流充電）し、角度θ₂から次の角度θ₁までの間一
定の勾配で下降する波形になる。そしてコンデン
サａの放電時の端子電圧Vcが基準電圧Vr以下に
なる位置θaで比較器ｈにより点火信号が与えら
れる。角度θ₂におけるコンデンサａの充電電圧は
機関の回転速度の上昇に伴つて第２図Ａに破線で
示したように低下していくため、この点火位置
（コンデンサａの端子電圧が基準電圧Vr以下にな
る位置）θaは機関の回転速度の上昇に伴つて進
んでいく。機関の回転数が設定回転数N₂以上に
なると、矩形波信号（負方向信号Es₁）が角度θ₂
で立上つた時点でコンデンサａの端子電圧Vcが
既に基準電圧Vr以下になつているように設定さ
れている。したがつてこの場合矩形波信号が角度
θ₂で立上ると同時に比較器ｈにより点火信号が与
えられ、回転数がN₂以上に上昇しても点火位置
は上記角度θ₂以上には進まなくなる。上記の動作
により回転数Ｎに対する点火位置θiの特性は第３
図に示すように、回転数が設定値N₁からN₂まで
の中高速領域で点火位置が上死点TDC前角度θ₁
の位置から下死点BTDC側に角度θ₂まで進む特性
となり、この場合進角幅θwは｜θ₂−θ₁｜となる。

次に第４図は本出願人が先に提案した他の点火
装置の一般的構成を示したもので、この点火装置
では、前記遅角回路が用いられている。この第４
図に示した点火回路においては、コンデンサａを
定電流放電させる回路が設けられておらず、また
比較器ｈはコンデンサａの端子電圧が基準電圧
Vr以上になつたときに高レベルの信号を出力す
るようになつている。この信号は矩形波発生回路
ｇから得られる矩形波信号とともにアンド回路ｌ
に入力され、アンド回路ｌは矩形波信号が発生し
ている間に比較器ｈから高レベル信号が入力され
たときに点火信号をオア回路ｊを通して点火回路
ｋに供給する。その他の構成は第１図に示した例
と同様である。

第４図に示した点火装置において、アイドリン
グ回転数N₀から設定回転数N₁未満までの低速領
域では、矩形波発生回路ｇが矩形波信号を出力し
ないため、点火信号発生回路Ｉは点火信号を出力
しない。この領域では信号コイルｆから出力され
る正方向信号Es₂により点火回路ｋ点火信号が与
えられ、点火位置はほぼ正方向信号Es₂の立上り
位置θ₁で点火が行なわれる。一方コンデンサａは
角度θ₁の位置から定電流で充電され、次の角度θ₁
の位置で信号コイルｆの正方向信号Es₂によりリ
セツト用スイツチｍが導通するとこのリセツト用
スイツチｍを通して放電する。したがつてコンデ
ンサａの端子電圧Vcの波形は第５図Ｂに示すよ
うになり、このコンデンサの端子電圧Vcが角度
θxで基準電圧Vr以上になると比較器ｈが高レベ
ル信号を出力する。機関の低速領域では、この角
度θxの位置が信号コイルｆの負方向信号Es₁の立
上り位置θ₂よりも十分に進んだ位置にある。機関
の回転数が設定値N₁に達すると、矩形波発生回
路ｇが第５図Ｃに示すように角度θ₂の位置で矩形
波信号を出力する。このときに比較器ｈは高レベ
ル信号を出力しているのでアンド回路ｌは角度θ₂
で矩形波信号が出力されると同時に点火信号を出
力し、点火回路ｋに点火動作を行なわせる。した
がつて回転数N₁で点火位置は角度θ₁の位置から
角度θ₂の位置までステツプ状に進角する。機関の
回転数が上昇していくと、コンデンサａの充電時
間が短くなり、その端子電圧は第５図Ｂに破線で
示したように低下していくため、端子電圧Vcが
基準電圧Vr以上になる角度θxは上死点TDC側に
遅れていく。この角度θxの位置が角度θ₂の位置よ
りも進んでいる間は、比較器ｈの出力が点火位置
に影響を与えることなく、点火位置は信号コイル
ｆの負方向信号Es₁の立上り位置θ₂に固定される。
機関の回転数が設定値N₂に達し、角度θxの位置
が角度θ₂の位置に達すると、以後は角度θxの位置
でアンド回路ｌのアンドが成立するようになり、
点火位置は角θxの位置になる。角度θxの位置は
機関の回転速度の上昇とともに遅れていくため、
回転数N₂以上の領域では点火位置が上死点TDC
側に遅れていく特性となる。回転数が設定回転数
N₃に達し、角度θxの位置が角度θ₁の位置まで遅
れると、アンドゲートｌのアンドが成立しなくな
るため点火信号発生回路Ｉからは点火信号が発生
しなくなるが、角度θ₁の位置では信号コイルｆか
ら正方向信号Es₂が発生し、この正方向信号によ
りオア回路ｊを通して点火回路ｋに点火信号が与
えられるため、点火位置は再び角度θ₁の位置に固
定される。したがつて機関の点火位置θiの回転数
Ｎ〔RPM〕に対する特性は第６図に示すようにな
り、設定回転数N₂以上で遅角幅θp（＝｜θ₂−θ₁｜
だけ遅角する特性が得られる。

上記第１図及び第４図に示す進角回路及び遅角
回路を組合せると、中高速回転領域で直線的に進
角し、高速領域で直線的に遅角する特性が得るこ
ともできる。

上記のように、本出願人が先に提案した内燃機
関用点火装置においては、信号コイルｆから先に
発生する負方向信号をそのまま波形整形して矩形
波信号に変換し、この矩形波信号の幅により進角
幅または遅角幅を設定していたが、このようにし
た場合には、第７図Ａに示すように信号コイルｆ
から得られる負方向信号（第１の半サイクルの信
号）Es₁と正方向信号（第２の半サイクルの信号）
Es₂との間に信号が零になる期間が存在する場合
に矩形波信号の立下り位置θ₁′の正方向信号Es₂の
立上り位置θ₁との間に無信号の区間が存在するこ
とになり、θ₁′とθ₁との間で点火位置をスムーズ
につなぐことができない。また第１図に示すよう
な進角回路を有する点火装置において矩形波信号
Vgが第７図Ｂに示すようになつた場合、コンデ
ンサａは角度θ₁′で再充電されることになるため
コンデンサａの端子電圧Vcの波形は第７図Ｃに
示すようになり、点火位置に狂いを生じることに
なる。そのため先に提案した点火装置では信号コ
イルｆの負方向信号Es₁に続いて直ちに正方向信
号Es₂を発生させる必要があり、第７図Ａに示す
ような信号を発生する信号コイルを用いることは
できなかつた。また進角幅または遅角幅は信号コ
イルｆの負方向信号Es₁の幅そのものにより定ま
るため、信号発電機の構造による制約を受けて進
角幅または遅角幅を十分広くとれないことがあつ
た。更に、先に提案した装置の矩形波信号発生回
路は、直流電源からベース電流が与えられて常時
は導通しているトランジスタを信号コイルの負方
向信号により逆バイアスしてこの負方向信号の発
生期間のみしや断状態にする構成をとつていたた
め、負方向信号が発生する僅かな区間を除いてト
ランジスタにコレクタ電流を流し続ける必要があ
り、消費電力が多くなる欠点があつた。

本発明の目的は、信号コイルが発生する第１及
び第２の半サイクルの信号の間に信号が零になる
区間が存在する場合でも支障なく進角または遅角
動作を行なわせることができるようにし、且つ消
費電力の節減を図つた電子制御式の内燃機関用点
火装置を提供することにある。

本発明は、上記の目的を達成するため、信号コ
イルの出力を入力として矩形波信号を発生する矩
形波発生回路に、該信号コイルから先に発生する
第１の半サイクルの信号により導通して自己保持
する自己保持形半導体スイツチと、該信号コイル
に後から発生する第２の半サイクルの信号により
動作して該自己保持形半導体スイツチをしや断さ
せるスイツチしや断回路とを設けて、自己保持形
半導体スイツチの導通により矩形波信号を出力さ
せることを特徴とする。

このように構成すれば、信号コイルに第１の半
サイクルの信号が発生してから第２の半サイクル
の信号が発生するまでの間に信号が零になる区間
が存在する場合でも、第１の半サイクルの信号の
立上りから第２の半サイクルの信号の立上りまで
持続する矩形波信号を得ることができるため、支
障なく進角または遅角動作を行なわせることがで
きる。また従来のようにトランジスタを常時導通
させることなく、第１の半サイクルの信号の立上
りから第２の半サイクルの信号の立上りまでの区
間のみ自己保持形半導体スイツチを導通させるだ
けであるので、消費電力の大幅な節減を図ること
ができる。更に、第１のサイクルの信号の幅その
ものは広くすることなく、第１及び第２の半サイ
クルの信号の間隔を広くとることにより進角幅ま
たは遅角幅を広くとれるので、信号発電機の設計
を容易にすることができる。

本発明は、前記第１図及び第４図に示したよう
な一般的構成で表現できる内燃機関用点火装置、
及び両図に示された進角及び遅角回路を適宜に組
合せた同種の内燃機関用点火装置のような、矩形
波信号により進角幅または遅角幅を設定する点火
装置に広く適用することができる。

尚第１図及び第４図に示されている回路におい
ては、比較器ｈが点火信号或いは高レベル信号を
出力するように表現されているが、比較器ｈの出
力段に出力スイツチが設けられていてこのスイツ
チのオンオフが比較器の出力となる場合には、該
スイツチにより点火信号の供給を許容したり阻止
したりする構成をとることができる。

また第４図に示されたアンド回路ｌは必らずし
も独立の回路である必要はなく、比較器ｈで所定
の条件が成立し、矩形波発生回路ｇから矩形波信
号が発生しているときに点火信号の供給を許容す
る回路構成が含まれていればよいことを意味して
いる。例えば、矩形波発生回路の前記自己保持形
半導体スイツチを通して流れる電流を、常時閉状
態にある比較器の出力スイツチを通して点火回路
から側路しておき、比較器の入力信号間に所定の
条件が成立したときに該比較器の出力スイツチを
開いて点火回路側に信号が供給されるのを許容す
る構成をとる場合には、該自己保持形半導体スイ
ツチと比較器の出力スイツチとによりアンド回路
が構成されるので、別個にアンド回路を設ける必
要はない。

次に第８図以下の図面を参照して本発明の具体
的実施例を詳細に説明する。

第８図は第１図に示した一般的な構成を有する
電子制御式の内燃機関用点火装置に本発明を適用
した実施例の具体的な構成を示したもので、同図
において１は内燃機関と同期回転する磁石発電機
内に設けられたエキサイタコイルである。エキサ
イタコイル１の一端はダイオード２を介してコン
デンサ３の一端に接続され、コンデンサ３の他端
は点火コイル４の１次コイル４ａの非接地側の一
端に接続されている。コンデンサ３の一端にはま
た、点火コイルの１次電流を制御する１次電流制
御用半導体スイツチとしてのサイリスタ５のアノ
ードが接続され、サイリスタ５のカソードは接地
されている。サイリスタ５のゲートカソード間に
は抵抗６が並列接続され、点火コイル４の２次コ
イル４ｂには機関の気筒に取付けられた点火プラ
グ７が並列接続されている。ダイオード２、コン
デンサ３、点火コイル４、サイリスタ５、抵抗６
及び点火プラグ７により、エキサイタコイル１を
点火電源とする点火回路ｋが構成されている。こ
の点火回路はコンデンサ放電式の回路として知ら
れているもので、エキサイタコイル１により充電
されたコンデンサ３の電荷をサイリスタ５を通し
て１次コイル４ａに放電させることにより点火コ
イルに鉄心中に大きな磁束変化が生じさせて２次
コイル４ｂに高電圧を誘起させ、この高電圧によ
り点火プラグ７に火花を生じさせるものである。
尚本発明においてこの点火回路の部分の構成は任
意であり、点火コイル４の１次電流を１次電流制
御用半導体スイツチにより制御して点火位置で１
次電流を急変させることにより点火動作を高なわ
せる回路であれば如何なるものでもよい。例えば
点火コイルの１次コイルに流しておいた電流を点
火位置でトランジスタ等の半導体スイツチにより
遮断することにより点火動作を行なわせるように
した回路や、点火コイルの１次コイルにトランジ
スタ等の半導体スイツチとエキサイタコイルとを
並列接続して点火位置で半導体スイツチを導通状
態から遮断状態にすることにより点火動作を行な
わせるようにした点火回路を用いることもでき
る。

上記点火回路ｋにおいては、サイリスタ（１次
電流制御用半導体スイツチ）５の導通位置が点火
位置となるため、このサイリスタ５のゲートカソ
ード間（制御端子間）に与える制御信号の位相を
機関の回転数（rpm）に応じて制御することによ
り点火位置を制御することができる。

直流電源DCは、一端が接地された電源用コン
デンサ８と、コンデンサ８に直列に接続された抵
抗９と、カソードが抵抗９のコンデンサ８と反対
側の端子に接続されたダイオード１０と、アノー
ドが接地側にしてダイオード１０、抵抗９及びコ
ンデンサ８の直列回路に対して並列に接続された
ダイオード１１とからなり、ダイオード１０のア
ノードがエキサイタコイル１の非接地側端子に接
続されている。この電源回路においては、エキサ
イタコイル１の図示の矢印方向の半サイクル（点
火回路ｋのコンデンサ３を充電する半サイクル）
の出力でコンデンサ８が図示の極性に充電され、
このコンデンサ８の電荷により後記する制御回路
に電力を供給する。コンデンサ８の充電は、点火
回路ｋのコンデンサ３の充電と同時に行なわれる
が、本発明においては、後述のように制御回路の
消費電力が少ないため、このように点火回路ｋに
供給されるべきエネルギーの一部を制御電源用の
エネルギーとして利用しても、点火性能を低下さ
せることがない。尚本発明においてエキサイタコ
イル１の図示の矢印と反対方向の極性の半サイク
ルの出力を制御電源に利用してもよい。

電源用コンデンサ８の非接地側の一端には電界
効果トランジスタ（以下FETという。）１２のド
レインが接続され、FET１２のソースは抵抗器
１３を通してダイオード１４のアノードに接続さ
れている。ダイオード１４のアノードはFET１
２のゲートに接続され、ダイオード１４のカソー
ドと接地間に点火位置制御用の積分コンデンサａ
が接続されている。FET１２及び抵抗１３は定
電流回路ｂを構成するもので、この定電流回路ｂ
とダイオード１４とにより、直流電源DCの出力
でコンデンサａを定電流充電する充電回路が構成
されている。コンデンサａの非接地側端子には抵
抗１６を介してトランジスタ１７のコレクタが接
続され、トランジスタ１７のエミツタは接地され
ている。トランジスタ１７のコレクタはまた前記
ダイオード１４のアノードに接続され、トランジ
スタ１７のベースは抵抗１８を通して接地されて
いる。トランジスタ１７のベースにはまた抵抗１
９の一端が接続され、抵抗１９の他端が後記する
矩形波発生回路ｇの出力端に接続される。コンデ
ンサａの非接地側端子にはエミツタを接地したト
ランジスタ２０のコレクタが接続され、トランジ
スタ２０のベースエミツタ間には抵抗２１が並列
接続されている。トランジスタ２０のベースはま
た抵抗２２の一端に接続され、抵抗２２の他端は
信号コイルｆの一端に接続されている。本実施例
では、トランジスタ１７及び抵抗１８，１９によ
り、コンデンサａの充放電を制御する充放電区間
制御用スイツチｅが構成されている。またトラン
ジスタ２０及び抵抗２１，２２により、信号コイ
ルｆの正方向信号Es₂の立上りでコンデンサａを
放電させてリセツトするリセツト用スイツチｍが
構成されている。

基準電圧発生回路ｉはコンデンサ８の非接地側
端子に一端が接続された抵抗２３と、この抵抗２
３の他端にカソードが接続されアノードが接地さ
れたツエナーダイオード２４とからなり、この基
準電圧発生回路ｉのツエナーダイオード２４の両
端に得られる基準電圧Vrがコンデンサａの端子
電圧Vcとともに比較器ｈに入力されている。比
較器ｈは終段にスイツチ回路が備えており、コン
デンサａの端子電圧Vcが基準電圧Vr以下になつ
たときに該スイツチ回路を開くようになつてい
る。比較器ｈの出力端はダイオード２５を通して
点火回路ｋのサイリスタ５のゲートに接続されて
いる。

本発明の特徴部分である矩形波信号発生回路ｇ
は、自己保持形半導体スイツチとしてサイリスタ
２６を備え、このサイリスタのアノードは抵抗２
７を通して電源用コンデンサ８の非接地側端子に
接続されている。サイリスタ２６のアノードはま
たエミツタを接地したトランジスタ２８のコレク
タに接続され、トランジスタ２８のベースエミツ
タ間には抵抗２９が並列接続されている。トラン
ジスタ２８のベースは抵抗３０を通して信号コイ
ルｆの一端に接続され、信号コイルｆの正方向信
号Es₂により抵抗３０を通してトランジスタ２８
にベース電流が与えられるようになつている。ト
ランジスタ２８及び抵抗２９，３０により自己保
持形半導体スイツチとしてのサイリスタ２６をし
や断させるスイツチしや断回路が構成されてい
る。サイリスタ２６のゲートは抵抗３１を通して
そのカソードに接続されるとともにツエナーダイ
オード３２のアノードに接続され、ツエナーダイ
オード３２のカソードは信号コイルｆの他端に接
続されている。信号コイルｆの一端と接地間及び
他端と接地間にはそれぞれアノードを接地したダ
イオード３３及び３４が並列接続され、サイリス
タ２６乃至ダイオード３４の各部により矩形波信
号発生回路ｇが構成されている。この回路におい
ては、抵抗２７のコンデンサ８側の端子t₁が電源
端子であり、信号コイルｆの両端につながる端子
t₂及びt₃が入力端子である。またサイリスタ２６
のカソードにつながる端子t₄が出力端子であり、
この出力端子t₄は前記抵抗１９を通してトランジ
スタ１７のベースに接続されるとともに、抵抗３
５を通してダイオード２５のアノードに接続され
ている。また信号コイルｆの一端はダイオード３
６を通して点火回路ｋのサイリスタ５のゲートに
接続され、本実施例ではこのダイオード３６と前
記ダイオード２５とによりオア回路ｊが構成され
ている。

第８図に示した点火装置は、矩形波発生回路ｇ
の動作を除き、第１図に示した装置と同様の動作
を行なう。第８図の装置において信号コイルｆ
は、第９図Ａに示すような負方向信号（第１の半
サイクルの信号）Es₁と正方向信号（第２の半サ
イクルの信号）Es₂とからなる１サイクルの信号
を１点火サイクル当り１回発生するものとし、
こゝで負方向信号Es₁と正方向信号Es₂との間
θ₁′〜θ₁の区間は信号が零になるものとする。信
号コイルｆに負方向信号Es₁が発生し、この負方
向信号Es₁がツエナーダイオード３２のツエナー
レベルを超えると、サイリスタ２６に点弧信号が
与えられる。これによりサイリスタ２６が導通
し、直流電源１１から抵抗２７及びサイリスタ２
６を通して電流が流れる。サイリスタ２６は自己
保持機能を有するため、角度θ₁′（第９図参照）で
信号Es₁が零になつてもサイリスタ２６は導通を
続ける。次に角度θ₁で信号コイルｆに正方向信号
Es₂が発生すると、トランジスタ２８にベース電
流が流れてこのトランジスタが導通するため、サ
イリスタ２６を流れていた電流がこのトランジス
タ２８により側路される。これによりサイリスタ
２６のアノード電流が保持電流以下になり、サイ
リスタ２６はしや断する。したがつて矩形波信号
発生回路ｇの出力端子t₄には、第９図Ｂに示した
ように、信号コイルｆの負方向信号Es₁が立上つ
てから（正確にはツエナーダイオード３２のツエ
ナーレベルを超えてから）正方向信号Es₂が立上
るまでの間持続する矩形波信号Vqが得られる。
このように、本発明の装置においては、信号コイ
ルから得られる第１及び第２の半サイクルの信号
の間に信号が零になる区間が存在する場合でも、
第１の半サイクルの信号の立上りθ₂から第２の半
サイクルの信号の立上りθ₁まで持続する矩形波信
号を得ることができるので、従来のように第１の
半サイクルの信号の幅を広くする必要がない。ま
た矩形波発生回路ｇの自己保持形スイツチ（サイ
リスタ２６）は、矩形波信号の幅に相当する僅か
な期間のみ導通し、残りの大部分の期間はしや断
状態にあるので、矩形波発生回路ｇでの消費電力
を大幅に少なくすることができる。したがつて直
流電源回路DCは第８図に示したように、エキサ
イタコイルの点火エネルギを供給する半サイクル
の出力の一部を利用する構成をとることができ、
電源回路DCとして構成の簡単なものを用いるこ
とができる。

第８図の点火装置において、機関の低速時に
は、信号コイルｆの負方向信号Es₁がツエナーダ
イオード３２のツエナーレベルに達しないため、
矩形波発生回路ｇは矩形波信号Vqを発生しない。
このとき信号コイルｆの正方向信号Es₂によりダ
イオード３６及び３４を通してサイリスタ５に点
火信号が与えられる。したがつて機関の低速時に
は、正方向信号Es₂の立上り位置θ₁付近の一定位
置で点火が行なわれる。一方コンデンサａは直流
電源DCからFET１２により定電流回路ｂ及びダ
イオード１４を通して図示の極性に定電流充電さ
れる。そして正方向信号Es₂の立上りでトランジ
スタ２０が導通すると、このトランジスタを通し
てコンデンサａの電荷が瞬時放電し、コンデンサ
ａの端子電圧Vcが零に戻る。機関の回転速度が
上昇し、信号コイルｆの負方向信号Es₂がツエナ
ーダイオード３２のツエナーレベルを超えるよう
になると、前述の動作により矩形波信号Vqが発
生する。これによりトランジスタ１７にベース電
流が流れ、トランジスタ１７は矩形波信号Vqが
発生しているθ₂〜θ₁の間導通状態に保持される。
したがつてコンデンサａは抵抗１６及びトランジ
スタ１７を通して角度θ₂〜θ₁の区間一定の時定数
で放電し、コンデンサａの端子電圧Vcは、第９
図Ｃに示したように下降していく。このコンデン
サａの端子電圧Vcが基準電圧Vrより高い間は、
比較器ｈの出力接点が閉じているため、直流電源
DCから抵抗２７、サイリスタ２６及び抵抗３５
を通して流れる電流はすべてこの比較器ｈの出力
接点を通して接地側に流れ、点火回路ｋのサイリ
スタ５には点火信号が与えられない。角度θ_iの位
置でコンデンサａの端子電圧Vcが基準電圧Vr以
下になると、比較器ｈの出力接点が開くため、直
流電源DCから抵抗２７、サイリスタ２６及び抵
抗３５を通して流れる信号電流がダイオード２５
を通してサイリスタ５に与えられ、この角度θ_iの
位置で点火動作が行なわれる。この角度θ_iの位置
は、機関の回転速度の上昇に伴つて下死点側に進
角していき、角度θ_iが角度θ₂の位置に達すると進
角が停止する。これらの動作は第１図の装置につ
いて説明したのと同様である。

次に第１０図を参照すると、本発明の他の実施
例が示してあり、この実施例においては、エキサ
イタコイル１の非接地側端子にダイオード４１を
介してトランジスタ４２のコレクタが接続され、
トランジスタ４２のエミツタは接地されている。
ダイオード４１のアノードには点火コイルの１次
コイル４ａの一端が接続され、１次コイル４ａの
他端はカソードを接地したサイリスタ５のアノー
ドに接続されている。サイリスタ５のアノードに
は抵抗４３を通してダイオード４４のアノードが
接続され、ダイオード４４のカソードはトランジ
スタ４２のベースに接続されている。ダイオード
４１、トランジスタ４２、抵抗４３、ダイオード
４４、サイリスタ５及び抵抗６により点火回路ｋ
が構成されている。この点火回路ｋにおいては、
エキサイタコイル１の図示の矢印方向の半サイク
ルにおいて１次コイル４ａ、抵抗４３及びダイオ
ード４４を通してトランジスタ４２にベース電流
が流れ、このトランジスタ４２が導通する。これ
によりエキサイタコイル１からダイオード４１及
びトランジスタ４２を通して短絡電流が流れる。
この短絡電流が十分大きくなつた位置に設定され
た点火位置でサイリスタ５のゲートに点火信号が
与えられると、サイリスタ５が導通し、トランジ
スタ４２へのベース電流を該トランジスタから側
路する。これによりトランジスタ４２がしや断状
態になり、エキサイタコイル１を流れていた電流
がしや断される。この電流のしや断によりエキサ
イタコイル１に高い電圧が誘起し、この電圧が更
に点火コイル４により昇圧されて２次コイル４ｂ
に点火用の高電圧が得られる。また本実施例では
電源回路DCがコンデンサ８、抵抗９及びダイオ
ード１０からなり、第８図の実施例で用いられた
ダイオード１１は省略されている。その他の構成
は第８図の実施例と同様であり、点火回路ｋの動
作を除き第８図の実施例と同様の動作を行なう。

第１１図は第４図に示した一般的構成を有する
点火装置に本発明を適用した実施例を示したもの
で、第８図の実施例に設けられていた充放電区間
制御用スイツチｅが省かれている点、及びコンデ
ンサａの端子電圧Vcが基準電圧Vr以上になつた
ときに比較器ｈの出力スイツチが開き、Vc＜Vr
のときには該出力スイツチが閉じている点を除き
第８図の実施例と同様である。この実施例におい
ては、矩形波発生回路ｇと比較器ｈとが互いにア
ンド回路を構成するように接続されており、サイ
リスタ２６が導通し、且つ比較器ｈの出力端の電
位が高レベルのとき（出力スイツチが開いている
とき）に点火回路ｋのサイリスタ５に点火信号が
与えられるようになつている。尚この第１１図の
実施例の全体的な動作は第４図の回路について説
明したものと同様であり、また本実施例の各部を
構成する回路の細部の動作は、比較器ｈの動作を
除いて第８図の実施例と同様であるので、動作の
詳細な説明は省略する。

本発明で用いる矩形波発生回路ｇには、第１２
図乃至第１６図にいくつかの例を示したように
種々の変形を考えることができる。第１２図に示
した例は、第８図、第１０図及び第１１図に示し
た各実施例に示した矩形波発生回路ｇにおいて、
サイリスタ２６のアノードに抵抗２７を介してト
ランジスタ５１のベースを接続し、サイリスタ２
６のカソードを接地したものである。この第１２
図に示した例では、トランジスタ５１のエミツタ
が直流電源DCの正極側端子に接続される電源端
子t₁となり、コレクタが出力端子t₄となる。第１
２図の例では、信号コイルｆの負方向信号Es₁に
よりサイリスタ２６が導通したときにトランジス
タ５１にベース電流が流れる。これによりトラン
ジスタ５１が導通状態になり、矩形波信号を出力
する。

第１３図に示した矩形波発生回路ｇは第１２図
の回路を更に変形したもので、この回路では、サ
イリスタ２６のアノードにトランジスタ５２のエ
ミツタが接続され、トランジスタ５２のコレクタ
が抵抗２７を通してトランジスタ５１のベースに
接続されている。またトランジスタ５２のベース
がトランジスタ２８のコレクタに接続され、トラ
ンジスタ５２のベースとトランジスタ５１のコレ
クタとの間に抵抗５３が接続されている。この第
１３図の回路においては、トランジスタ２８及び
５２と抵抗２９，３０及び５３とにより、自己保
持形スイツチとしてのサイリスタ２６をしや断す
るスイツチしや断回路が構成されている。すなわ
ち、この回路においては、信号コイルｆの負方向
信号Es₁によりサイリスタ２６が導通するとトラ
ンジスタ５２及び５１が導通して、トランジスタ
５１が矩形波信号を出力し、信号コイルｆの正方
向信号Es₂が立上るとトランジスタ２８が導通し
てトランジスタ５２をしや断させる。これにより
サイリスタ２６がしや断し、トランジスタ５２及
び５１がしや断状態になる。

第１４図はサイリスタS₁をトリガするために必
要な電力の低減を図つた矩形波発生回路ｇの構成
例を示したもので、この例では、サイリスタ２６
のアノードにトランジスタ５４のエミツタが接続
され、トランジスタ５４のコレクタが抵抗５５を
介してサイリスタ２６のゲートに接続されてい
る。トランジスタ５４のベースには抵抗５６を介
してトランジスタ５７のコレクタが接続され、ト
ランジスタ５７のベースと接地間にカソードを接
地側にしてツエナーダイオード５８が接続されて
いる。トランジスタ５７のエミツタはダイオード
５９を介して信号コイルｆの一端に接続され、信
号コイルｆの他端は接地されている。この第１４
図に示した例では、信号コイルｆの負方向信号
Es₁がツエナーダイオード５８のツエナーレベル
を超えるとトランジスタ５７にベース電流が流れ
てこのトランジスタ５７が導通し、これによりト
ランジスタ５４にベース電流が流れてトランジス
タ５４が導通する。トランジスタ５４が導通する
とサイリスタ２６に点弧信号が与えられるためサ
イリスタ２６が導通して矩形波信号を出力する。
その他の動作は第８図の実施例に示したものと同
様である。第１４図のように信号コイルｆとサイ
リスタ２６との間にトランジスタ５４，５７から
なる増幅回路を設けると、信号コイルｆの僅かな
出力でサイリスタ２６をトリガできるので、矩形
波発生回路の動作開始回転数を引下げることがで
きる。

第１５図は、第１４図の回路において第１２図
に示した例と同様にトランジスタ５１を接続して
サイリスタ２６のカソードを接地した場合を示し
たものである。

また第１６図は、自己保持形半導体スイツチと
してプログラマブルユニジヤンクシヨントランジ
スタ（以下PUTという。）６０を用いた例を示し
たもので、PUT６０のアノードは抵抗２７を介
して電源端子t₁に接続されている。PUT６０の
ゲートアノード間には抵抗６１及びコンデンサ６
２が並列接続され、PUT６０のカソードは出力
端子t₄に接続されている。PUT６０のゲートは
信号コイルｆに対して第１４図と同様に設けられ
たトランジスタ５７のコレクタに抵抗５６を介し
て接続されている。またこの例ではトランジスタ
５７のベースエミツタ間に温度に対する動作の安
定化を図るための抵抗６３が接続されている。こ
の第１６図に示した矩形波発生回路ｇにおいて
は、信号コイルｆの負方向信号Es₁によりトラン
ジスタ５７が導通するとPUT６０にゲート電流
が流れ、PUT６０が導通して矩形波信号を出力
する。また、信号コイルｆの正方向信号Es₂が立
上るとトランジスタ２８が導通してPUT６０を
しや断させる。

以上のように、本発明によれば、信号コイルか
ら先に発生する第１の半サイクルの信号と後から
発生す第２の半サイクルの信号との間に信号が零
になる区間が存在する場合でも、第１の半サイク
ルの信号の立上り付近から第２の半サイクルの信
号の立上り付近まで持続する矩形波信号を得るこ
とができるので、第１の半サイクルの信号の幅を
特に広くしなくても所定の進角または遅角動作を
支障なく行なわせることができ、信号発電機の構
成を簡単にすることができる。また矩形波発生回
路では矩形波信号を発生する短期間のみ自己保持
形半導体スイツチが導通するだけであるので、消
費電力を節減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第４図はそれぞれ本発明が対象とす
る内燃機関用点火装置の異なる構成例を示すブロ
ツク図、第２図Ａ乃至Ｃは第１図の装置の各部の
信号波形図、第３図は第１図の装置により得られ
る進角特性を示す線図、第５図Ａ乃至Ｄは第４図
の装置の各部の信号波形図、第６図は第４図の装
置により得られる進角及び遅角特性を示す線図、
第７図Ａ乃至Ｃは従来の装置における信号コイル
の出力信号と矩形波信号と積分コンデンサの端子
電圧との波形を示す波形図、第８図は本発明の一
実施例を示す接続図、第９図Ａ乃至Ｃは第８図の
実施例における信号コイルの出力と矩形波信号と
積分コンデンサの端子電圧との波形を示す波形
図、第１０図及び第１１図はそれぞれ本発明の他
の異なる実施例を示す接続図、第１２図乃至第１
６図はそれぞれ本発明で用いる矩形波発生回路の
異なる変形例を示す接続図である。ａ…積分コンデンサ、ｂ…定電流回路、ｅ…充
放電区間制御用スイツチ、ｆ…信号コイル、ｇ…
矩形波発生回路、ｈ…比較器、ｉ…基準電圧発生
回路、ｊ…オア回路、ｋ…点火回路、ｍ…リセツ
ト用スイツチ、Ｉ…点火信号発生回路、DC…直
流電源、２６…サイリスタ、２７，２９，３０，
３１，５５，５６，６１，６３…抵抗、３３，３
４，５９…ダイオード、２８，５２，５４，５７
…トランジスタ、３２，５８…ツエナーダイオー
ド。

Claims

【特許請求の範囲】

１点火信号が与えられたときに動作する１次電
流制御スイツチにより点火コイル１次電流を制御
して点火動作を行なわせる点火回路と、内燃機関
の１点火サイクル当り１サイクルの信号を出力す
る信号コイルと、前記信号コイルの先に発生する
第１の半サイクルの信号を入力として矩形波信号
を発生する矩形波発生回路と、前記矩形波信号が
発生している間に機関の回転速度に応じて発生位
置が変化する前記点火信号を出力する点火信号発
生回路とを備えた内燃機関用点火装置において、
前記矩形波発生回路は、前記信号コイルから先に
発生する第１の半サイクルの信号により導通して
自己保持する自己保持形半導体スイツチと、前記
信号コイルに後から発生する第２の半サイクルの
信号により動作して前記自己保持形半導体スイツ
チをしや断させるスイツチしや断回路とを具備
し、前記自己保持形半導体スイツチの導通により
前記矩形波信号を出力させることを特徴とする内
燃機関用点火装置。