JPH0418146B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、電気的に点火時期を制御する内燃
機関の点火装置に関するものである。

従来より、電子式の点火進角制御装置が種々知
られている。その中に、積分電圧の比較により進
角制御を行なうものがある。これは積分コンデン
サの充電電圧をクランク軸の回転速度に対応して
制御し、この充電電圧を所定の比較電圧と比較す
ることにより点火時期を求めるものである。この
種のものとして、例えば同一出願人によりなされ
た特願昭55−72956に示されたものがある。

このような積分電圧を比較する方式のもので
は、積分コンデンサの充電及び放電を制御する複
数のスイツチ回路が必要になるばかりでなく、通
常は演算増幅器なども用いられるために回路構成
が複雑になるという問題があつた。また充電回路
や演算増幅器の温度補償がむずかしく、制御が不
正確になり易いという問題もなつた。

この発明はこのような事情に鑑みなされたもの
であり、積分電圧を比較するものでありながら、
充放電を制御する特別なスイツチ回路や演算増幅
器が不要で回路構成が簡単なり、また温度保償も
容易で正確な制御が可能になる内燃機関の点火装
置を提供することを目的とする。

この発明によればこの目的は、所定のクランク
角位置でトリガパルスを出力するパルス発生器
と、前記トリガパルスによつて準安定状態とされ
る単安定マルチバイブレータと、この単安定マル
チバイブレータの準安定時間を決めるコンデンサ
を、一定の電流で充放電する定電流回路と、前記
コンデンサの負極端子電圧を基準電圧と比較する
比較回路と、前記コンデンサの正極端子電圧およ
び前記比較回路出力のNOR出力を作るNOR回路
とを備え、前記NOR出力に基づいて点火を行な
うことを特徴とする内燃機関の点火装置により達
成される。以下図示の実施例に基づき、この発明
を詳細に説明する。

第１図はこの発明の一実施例を示す回路図、第
２図はその各部の電圧波形図である。第１図にお
いて、符号１０は充電コイルであつて、クランク
軸に固定された永久磁石に対向するように配置さ
れ、交流電圧を発生する。１２はこの充電コイル
１０がその一端Ａに発生する交流を半波整流する
直列ダイオード、１４はこのダイオード１２を通
る正の半波により充電される点火用コンデンサ、
１６はサイリスタ、１８は点火コイルであり、こ
れらによつて公知のコンデンサ放電式点火回路が
形成される。すなわちサイリスタ１６のゲートＧ
に正のゲート信号が入力されると、コンデンサ１
４の電荷はサイリスタ１６、及び点火コイル１８
の一次側を介して放電され、この時点火コイル１
８の二次側に誘起される高電圧により、点火栓２
０に点火火花を発生させる。なお、２２は充電コ
イル１０の他端Ｂに、コンデンサ１４の充電電流
を供給するためのダイオードである。

２４は電源回路であり、正の一定電圧Vccと、
負の一定の基準電圧Vbpとを出力する。この電源
回路２４は、充電コイル１０がその一端Ａに負の
半波を出力する時、換言すれば充電コイル１０が
前記点火用コンデンサ１４を充電しない時に、Ａ
端へ電流を導くよう互いに直列接続された定電圧
ダイオード２６及びダイオード２８と、コイル１
０の他端Ｂに発生する正の半波を通す直列ダイオ
ード３０とを備える。正の一定電圧Vccは、この
ダイオード３０を通る正の半波を、平滑回路３２
で平滑し、さらに定電圧ダイオード３４で定電圧
化することにより得る。また負の基準電圧Vbpは
前記定電圧ダイオード２６とダイオード２８との
間の電圧を平滑回路３６で平滑することにより得
る。

４０はパルス発生器としてのパルサコイルであ
り、このコイル４０はクランク軸に固定された永
久磁石に対向するよに配置され、所定のクランク
角で正の進角パルスＰ(A)と、負の進角パルスＰ(L)
を出力する（第２図参照）。この進角パルスＰ(A)
が、この発明におけるトリガパルスに対応するも
のである。パルサコイル４０の一端は接地され、
他端Ｃには負の遅角パルスＰ(L)を取出すためのダ
イオード４２と、正の進角パルスＰ(A)を取出すた
めのダイオード４４とが接続されている。

４６は遅角パルスＰ(L)の反転増幅回路であり、
NPNトランジスタ４８を備える。このトランジ
スタ４８のエミツタは接地され、コレクタ及びベ
ースはそれぞれ抵抗５０，５２を介して前記一定
電圧Vccに接続されている。トランジスタ４８の
ベースには、遅角パルスＰ(L)がコンデンサと抵抗
の並列回路５４を介して導かれる。トランジスタ
４８は遅角パルスＰ(L)によりオフとなり、通常は
オンとなつているが、この並列回路５４はこのト
ランジスタ４８の遅角パルスＰ(L)に対する応答性
を向上させる作用を持つ。

従つて遅角パルスＰ(L)に基づいてトランジスタ
４８はオフし、この時にコレクタ電圧が一時的に
一定電圧Vccに上昇する。この電圧変化がダイオ
ード５６を介してサイリスタ１６のゲートＧに導
かれ、ゲートパルスとなる。

６０は単安定マルチバイブレータ（以下モノマ
ルチという）である。このモノマルチ６０は一対
のエミツタ接地のNPNトランジスタ６２，６４
を備え、これらの各コレクタはそれぞれ抵抗６
６，６８を介して一定電圧Vccに接続されてい
る。トランジスタ６２のベースは結合抵抗７０を
介してトランジスタ６４のコレクタに接続されて
いる。またトランジスタ６４のベースは、単安定
時間を決めるコンデンサ７２及びダイオード７４
を介して、トランジスタ６４のコレクタに接続さ
れている。

７６は定電流回路であり、一対のトランジスタ
７８，８０を備える。これらトランジスタ７８，
８０のエミツタはそれぞれ抵抗８２，８４を介し
て一定電圧Vccに接続され、またトランジスタ７
８のコレクタはダイオード８６を介してコンデン
サ７２の一端（ａ点）に、他方のトランジスタ８
０のコレクタはコンデンサ７２の他端（ｂ点）に
接続されている。またこれらトランジスタ７８，
８０のベースは定電圧ダイオード８８を介して一
定電圧Vccに接続される一方、このベースにはさ
らに接地抵抗９０が接続されている。

このように構成されたモノマルチ６０には、前
記トリガパルスとしての進角パルスＰ(A)が、コン
デンサと抵抗の並列回路９２、直列抵抗９４、並
列コンデンサ９６を介して、トランジスタ６２の
ベースに入力される。

１００は比較回路であつて、NPNトランジス
タ１０２を備える。このトランジスタ１０２のエ
ミツタは前記負の基準電圧Vbpに接続され、コレ
クタは抵抗１０４を介して一定電圧Vccに接続さ
れ、またベースは抵抗１０６を介して前記ｂ点に
接続されている。

１１０はNOR回路であり、NPNトランジスタ
１１２を備える。前記モノマルチ６０のトランジ
スタ６２のコレクタ（ｃ点）はダイオード１１
４、抵抗１１６を介して、また前記比較回路１０
０のトランジスタ１０２のコレクタ（ｄ点）は、
抵抗１１８を介して、それぞれトランジスタ１１
２のベースに接続されている。このトランジスタ
１１２のコレクタ（ｅ点）は抵抗１２０を介して
一定電圧Vccに接続されると共に、ダイオード１
２２を介して前記ゲートＧに接続されている。

次にこの実施例の動作を説明する。先づクラン
ク軸の回転により点火用コンデンサ１４が第１図
に示す極性に充電され、また電源回路２４は一定
電圧Vcc及び基準電圧Vbpを出力する。この一定
電圧Vccにより、モノマルチ６０のトランジスタ
６２，６４はそれぞれオフ、オンとなつて安定す
る（安定状態）。この時トランジスタ６４のベー
スにはトランジスタ８０からベース電流が流れ続
け、ｂ点の電圧はトランジスタ６４のほぼベー
ス・エミツタ間電圧Vb（第２図参照）に保たれ
る。一方コンデンサ７２の他端ａ点の電圧は、ト
ランジスタ７８により定電流でコンデンサ７２が
充電されるので、次第に上昇してゆく。また比較
回路１００のトランジスタ１０２にもｂ点からベ
ース電流が流れ、トランジスタ１０２はオンとな
つているから、ｄ点はほぼ基準電圧Vbpとなつて
いる。さらにｃ点はトランジスタ６２がオフなの
で高電位となつている。従つてｃ点が高電位、ｄ
点が低電位であり、分圧抵抗１１６，１１８間の
電位はこの状態でトランジスタ１１２をオンする
ように抵抗値が設定されているので、ｅ点は低電
位となつている。以上がモノマルチ６０の安定状
態における各部の様子である。

パルサコイル４０が進角パルスＰ(A)を発生する
と、モノマルチ６０のトランジスタ６２が一瞬オ
ンとなり準安定状態に入る。するとコンデンサ７
２のａ点側の電荷がダイオード７４及びこのトラ
ンジスタ６２を介して放電されるので、ａ点電圧
はこれらダイオード７４とトランジスタ６２との
合計の順方向降下電圧Vaまで降下する。従つて
コンデンサ７２の他端ｂ点も降下し、その電圧の
変化Vxはａ点側の電圧変化Vxに等しくなる。ｂ
点電位が降下するので、トランジスタ６４，１０
２は共にオフとなる。従つてトランジスタ６２の
ベース電位が上昇し、トランジスタ６２はオン状
態を維持する。その後は負電位となつたコンデン
サ７２のｂ点側は、ａ点からダイオード７４、抵
抗６６，８４、トランジスタ８０を通る一定の放
電電流によつて充電されるので、ｂ点電位は次第
に上昇してゆく。一方ｃ点の電位はトランジスタ
６２のオンにより降下するが、逆にｄ点の電位は
トランジスタ１０２がオフすることにより上昇し
ているので、NOR回路１１０のトランジスタ１
１２はオン状態を維持し、ｅ点電位は変わらな
い。ｂ点電位が上昇して、基準電圧Vbpより大と
なると、比較回路１００のトランジスタ１０２が
オンとなり、ｄ点電位がほぼVbpまで降下する。
このためNOR回路１１０のトランジスタ１１２
がオフとなり、ｅ点電位が急上昇し、このｅ点の
電圧上昇によりサイリスタ１６がオンとなる。こ
のため点火用コンデンサ１４が放電し、点火栓２
０に点火火花が発生する。すなわち準安定状態内
でのｂ点電圧が基準電圧Vbdになつた時が、点火
時期となる（第２図のｂ点電圧参照）。

その後コンデンサ７２のｂ点電位がVbに復帰
すると、トランジスタ６４がオンとなり、トラン
ジスタ６２がオフとなる。すなわちモノマルチ６
０は安定状態に戻り、ｃ点電位もほぼVccに復帰
するものでNOR回路１１０のトランジスタ１１
２もオンとなつて、ｅ点電位は接地電位となる。

第２図でVabは、コンデンサ７２の両端ａ点と
ｂ点間の電圧ａ点を基準にして示すものである。

エンジン回転度が上昇すると、モノマルチ６０
の安定時間内に、トランジスタ７８で決まる定電
流により充電されるコンデンサ７２の充電量は減
少する。このためａ点の変化電圧Vxも減少し、
点火時期は進む。回転速度がさらに上昇すると、
遂にｂ点電圧は基準電圧Vbpまで降下しなくなり
（第２図Vabの破線ｙ参照）、この時には進角パル
スＰ(A)と同時に点火する。

また回転速度が下がり、ｅ点の電圧の立上がり
が遅角パルスＰ(L)より遅れると（第２図Vabの仮
想線ｚ参照）、遅角パルスＰ(L)によりサイリスタ
１６がオンし点火するようになる。従つて最大・
最小進角パルスＰ(A)と遅角は進角パルスＰ(L)によ
り決まる。

この実施例では準安定時のａ点電圧Vaは、ダ
イオード７４とトランジスタ６２の順方向降下電
圧の和に等しく、また安定時のｂ点電圧Vbはほ
ぼトランジスタ６４のベース・エミツタ間電圧に
等しい。なお、トランジスタ６２の順方向降下電
圧はほぼ０である。これらVa，Vbは共に温度上
昇に対応して減少する傾向を持ち、常時Va≒Vb
となるので、モノマルチ６０の温度補償を容易に
行なうことができる。

また定電流源７６のトランジスタ７８，８０を
通る電流は、温度変化に対して同時に増減する
が、これらの電流はコンデンサ７２をその両端
ａ，ｂから充電するので、その影響を互いに打消
し合う。すなわちａ点側からの充電電流が増え
Vxが増大する時には、準安定時のｂ点の電圧上
昇速度も増えるからである。従つて定電流源の温
度補償も良好に行なわれる。

この発明は以上のように、モノマルチをトリガ
パルスによつて準安定状態にする一方、この準安
定時間を決めるコンデンサの端子電圧を、基準電
圧と比較して点火時期を決めるよにしたので、こ
のコンデンサはモノマルチ自身によつて充放電さ
れ、特別なスイツチ回路が不要である。またトリ
ガパルスは波形整形する必要もなく、そのままの
形でモノマルチを反転させコンデンサを充電また
は放電させることができる。従つて回路構成が簡
単になる。さらに前記VaとVbとを略等しくすこ
とにより温度補償を容易かつ正確に行なうことが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の回路図、第２図は
その各部の出力電圧波形図である。 ４０…パルス発生器としてのパルサコイル、６
０…単安定マルチバイブレータ、７２…コンデン
サ、７６…定電流回路、１００…比較回路、１１
０…NOR回路、Ｐ(A)…トリガパルスとしての進
角パルス、Vbp…基準電圧。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 所定のクランク角位置でトリガパルスを出力
   するパルス発生器と、前記トリガパルスによつて
   準安定状態とされる単安定マルチバイブレータ
   と、この単安定マルチバイブレータの準安定時間
   を決めるコンデンサを一定の電流で充放電する定
   電流回路と、前記コンデンサの負極端子電圧を基
   準電圧と比較する比較回路と、前記コンデンサの
   正極端子電圧および前記比較回路出力のNOR出
   力を作るNOR回路とを備え、前記NOR出力に基
   づいて点火を行なうことを特徴とする内燃機関の
   の点火装置。