JPH0786343B2 - 内燃機関用コンデンサ点火装置 - Google Patents
内燃機関用コンデンサ点火装置Info
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- JPH0786343B2 JPH0786343B2 JP60096167A JP9616785A JPH0786343B2 JP H0786343 B2 JPH0786343 B2 JP H0786343B2 JP 60096167 A JP60096167 A JP 60096167A JP 9616785 A JP9616785 A JP 9616785A JP H0786343 B2 JPH0786343 B2 JP H0786343B2
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P1/00—Installations having electric ignition energy generated by magneto- or dynamo- electric generators without subsequent storage
- F02P1/08—Layout of circuits
- F02P1/086—Layout of circuits for generating sparks by discharging a capacitor into a coil circuit
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
- Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
- Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、点火スイッチおよびコイルを通して放電する
コンデンサの原理による内燃機関用コンデンサ点火装置
に関するものである。
コンデンサの原理による内燃機関用コンデンサ点火装置
に関するものである。
［従来の技術］ 小型内燃機関の点火装置は主として、主巻線に正および
負のパルスを誘起する二極または三極の電子マグネット
装置から成つている。最も簡単な方法では、正のパルス
は点火電圧を誘起する磁気エネルギを蓄えるためおよび
電子制御回路に電流を供給するための両方に用いられ
る。
負のパルスを誘起する二極または三極の電子マグネット
装置から成つている。最も簡単な方法では、正のパルス
は点火電圧を誘起する磁気エネルギを蓄えるためおよび
電子制御回路に電流を供給するための両方に用いられ
る。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このようなマグネット装置は、点火進角
の制御範囲が約15度に制限されるという欠点がある。ま
た、パルスをスパークと制御回路の両方に用いたとき点
火エネルギが減少するという別の欠点がある。
の制御範囲が約15度に制限されるという欠点がある。ま
た、パルスをスパークと制御回路の両方に用いたとき点
火エネルギが減少するという別の欠点がある。
大型内燃機関の場合には点火進角の制御範囲は大きいこ
とが要求される。また、装置で発生される負のパルスは
電子制御装置に給電するのに十分なエネルギ量をもち、
従って、正のパルス全部を点火エネルギとして用いるこ
とができる。このため給電装置のインピーダンスは、こ
の装置におけるコンデンサが急速に充電されるように低
くでき、このことは電子制御装置が最初のパルスですで
に始動できることを意味しており、これは機関のロープ
およびキック始動において必要である。
とが要求される。また、装置で発生される負のパルスは
電子制御装置に給電するのに十分なエネルギ量をもち、
従って、正のパルス全部を点火エネルギとして用いるこ
とができる。このため給電装置のインピーダンスは、こ
の装置におけるコンデンサが急速に充電されるように低
くでき、このことは電子制御装置が最初のパルスですで
に始動できることを意味しており、これは機関のロープ
およびキック始動において必要である。
このようなマグネット点火装置の欠点は、コンデンサを
マグネット装置からのパルスで充電しそして点火スイッ
チをトリガリングすることによつてコンデンサを放電さ
せるいわゆるコンデンサ点火装置によつて解消される。
しかしながら、コンデンサの充電回路は高電圧（300−4
00V）にあるので、充電巻線からの電圧を電子制御装置
を給電するのに使用することはできないという問題点が
ある。
マグネット装置からのパルスで充電しそして点火スイッ
チをトリガリングすることによつてコンデンサを放電さ
せるいわゆるコンデンサ点火装置によつて解消される。
しかしながら、コンデンサの充電回路は高電圧（300−4
00V）にあるので、充電巻線からの電圧を電子制御装置
を給電するのに使用することはできないという問題点が
ある。
そこで、本発明は、このような問題点を解決した内燃機
関用コンデンサ点火装置を提供することを目的としてい
る。
関用コンデンサ点火装置を提供することを目的としてい
る。
［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、本発明による内燃機関用
コンデンサ点火装置は、鉄心に巻かれた充電巻線を備え
た磁気充電手段と、コンデンサと、このコンデンサを充
電巻線に結合する手段と、内燃機関の回転数に同期して
鉄心に対して動くことができ、上記結合手段を介してコ
ンデンサを充電させる電圧を充電巻線に発生させるマグ
ネット手段と、一次巻線及び二次巻線を備え、スパーク
プラグに印加されることになる点火電圧を発生する点火
コイルと、一次巻線を介してコンデンサを放電させるよ
うに結合された点火スイッチと、点火スイッチを付勢す
るように接続された論理回路と、鉄心に巻かれたトリガ
ー巻線と、トリガー巻線に接続され、動作電圧を発生す
る整流器手段及び平滑回路手段と、上記動作電圧を論理
回路に印加する手段と、論理回路に接続された増幅器と
を有し、内燃機関の回転の基準位置信号を論理回路に印
加するため増幅器をトリガー巻線に接続し、また論理回
路が内燃機関の点火進角を制御するため点火スイッチの
付勢時間を制御する手段、増幅器の出力に接続された端
子及び増幅器からの第１信号の受信に続く予定の時間の
間増幅器からの第２信号の受信を阻止するラッチ手段を
備え、内燃機関の各回転時に端子に於ける二つの信号の
うち只一つの信号に応答するように構成したことを特徴
としている。
コンデンサ点火装置は、鉄心に巻かれた充電巻線を備え
た磁気充電手段と、コンデンサと、このコンデンサを充
電巻線に結合する手段と、内燃機関の回転数に同期して
鉄心に対して動くことができ、上記結合手段を介してコ
ンデンサを充電させる電圧を充電巻線に発生させるマグ
ネット手段と、一次巻線及び二次巻線を備え、スパーク
プラグに印加されることになる点火電圧を発生する点火
コイルと、一次巻線を介してコンデンサを放電させるよ
うに結合された点火スイッチと、点火スイッチを付勢す
るように接続された論理回路と、鉄心に巻かれたトリガ
ー巻線と、トリガー巻線に接続され、動作電圧を発生す
る整流器手段及び平滑回路手段と、上記動作電圧を論理
回路に印加する手段と、論理回路に接続された増幅器と
を有し、内燃機関の回転の基準位置信号を論理回路に印
加するため増幅器をトリガー巻線に接続し、また論理回
路が内燃機関の点火進角を制御するため点火スイッチの
付勢時間を制御する手段、増幅器の出力に接続された端
子及び増幅器からの第１信号の受信に続く予定の時間の
間増幅器からの第２信号の受信を阻止するラッチ手段を
備え、内燃機関の各回転時に端子に於ける二つの信号の
うち只一つの信号に応答するように構成したことを特徴
としている。
［作用］ 本発明による内燃機関用コンデンサ点火装置において
は、論理装置は例えば点火進角を制御するマイクロプロ
セッサを備えている。トリガー巻線は電子制御装置を成
す論理装置の給電源としての機能と共に点火進角を制御
するための基準パルスを供給する働きをもつている。ま
たマグネット装置の充電巻線とトリガー巻線とを火花発
生および電子制御装置の給電用に別個に使用し、すなわ
ちスパークエネルギとしては一方の極性の誘導パルスを
また電子制御装置の付勢には他方の極性の誘導パルスを
用いることによつて、装置を急速に作動状態に設定する
ことができ、これにより機関の始動が容易となる。
は、論理装置は例えば点火進角を制御するマイクロプロ
セッサを備えている。トリガー巻線は電子制御装置を成
す論理装置の給電源としての機能と共に点火進角を制御
するための基準パルスを供給する働きをもつている。ま
たマグネット装置の充電巻線とトリガー巻線とを火花発
生および電子制御装置の給電用に別個に使用し、すなわ
ちスパークエネルギとしては一方の極性の誘導パルスを
また電子制御装置の付勢には他方の極性の誘導パルスを
用いることによつて、装置を急速に作動状態に設定する
ことができ、これにより機関の始動が容易となる。
［実施例］ 以下添付図面を参照して本発明の実施例について説明す
る。
る。
マグネット型のコンデンサ点火装置は第１図に示す構成
要素を有しており、それの主要部分は充電巻線10、鉄心
12上のトリガ巻線11、点火コイル13、点火スイッチ14、
点火コンデンサ15、およびマイクロプロセッサ16であ
る。充電巻線10は、はずみ車に設けられた永久磁石18が
鉄心12を通過する時、第２図に曲線10′で示すパルスを
発生し、このパルスは点火コンデンサ15を充電巻線10に
結合する手段を成すダイオード17を介してコンデンサ15
を充電する。トリガ巻線11の巻線方向は充電巻線10の巻
線方向と逆であり、従って、トリガ巻線11は第２図に曲
線11′で示すように充電巻線10から発生されるパルス1
0′と極性の逆なパルスを供給する。すなわち永久磁石1
8が鉄心12を通過するとき、トリガ巻線11からの最初の
パルスａは正であり、この最初のパルスａはダイオード
19を介してコンデンサ20を充電する。このコンデンサ20
には抵抗21とコンデンサ22とを備えた平滑回路が接続さ
れている。ツェナーダイオード23は平滑回路からの電圧
を安定させ、そしてこの電圧はトランジスタ24、25と抵
抗26、27、28とを有するトランジスタ増幅器に印加され
る。
要素を有しており、それの主要部分は充電巻線10、鉄心
12上のトリガ巻線11、点火コイル13、点火スイッチ14、
点火コンデンサ15、およびマイクロプロセッサ16であ
る。充電巻線10は、はずみ車に設けられた永久磁石18が
鉄心12を通過する時、第２図に曲線10′で示すパルスを
発生し、このパルスは点火コンデンサ15を充電巻線10に
結合する手段を成すダイオード17を介してコンデンサ15
を充電する。トリガ巻線11の巻線方向は充電巻線10の巻
線方向と逆であり、従って、トリガ巻線11は第２図に曲
線11′で示すように充電巻線10から発生されるパルス1
0′と極性の逆なパルスを供給する。すなわち永久磁石1
8が鉄心12を通過するとき、トリガ巻線11からの最初の
パルスａは正であり、この最初のパルスａはダイオード
19を介してコンデンサ20を充電する。このコンデンサ20
には抵抗21とコンデンサ22とを備えた平滑回路が接続さ
れている。ツェナーダイオード23は平滑回路からの電圧
を安定させ、そしてこの電圧はトランジスタ24、25と抵
抗26、27、28とを有するトランジスタ増幅器に印加され
る。
上記のように、トリガ巻線11からのパルスはマイクロプ
ロセッサ16に対する基準信号として用られる。すなわ
ち、このパルスは抵抗29を介してトランジスタ24ベース
に供給され、ここで増幅されてマイクロプロセッサ16の
入力“中継”に供給される。この入力“中継”における
パルスの形状は第２図の最下部のグラフに示されてい
る。一方、次の増幅器段、すなわちトランジスタ25にお
いて、このパルスは第３図の上方グラフでし示すように
位相反転、増幅され、マイクロプロセッサ16の入力“リ
セット”に供給される。完全を期すため、トランジスタ
25のコレクタにはダイオード30を介して別の入力PA0が
接続されている。マイクロプロセッサ16に対するこれら
の接続は、機関の回転速度が０から約2000r.p.m.へ向っ
て上昇する始動過程において必要である。すなわち、第
２図に示すように、永久磁石18が鉄心12を通過する毎に
トリガー巻線11において二つのパルスａ、ｂが発生され
るが、第１のパルスａだけがスパークをトリガしそして
解放するのに用いられる。第２のパルスｂはマイクロプ
ロセッサ16の入力で除去される。このため、マイクロプ
ロセッサ16の“中継”入力にはラッチが設けられ、機関
の回転数の半分の時間に相応する機関T180中、入力にお
ける電圧が高レベルであるため第２のパルスｂは止られ
る。この場合、T180は約1/40秒、すなわち、1200r.p.m.
の回転数の半分の時間である。この時間は始動過程中の
全回転数においてパルスａ、ｂ間の時間Ｔと十分重なり
合う。この始動過程なしではマイクロプロセッサ16は、
コンデンサ15の有効電荷が次のパルスａによってはじめ
てスパークを発生させるので、パルスｂではスパークを
解放させない。スパークの解放は、点火スイッチ14の制
御電極に接続されたトランジスタ31のベースにマイクロ
プロセッサ16の出力PA1からパルスが供給されることに
よつてマイクロプロセッサ16を介して行われる。すなわ
ちマイクロプロセッサ16の出力PA1からのパルスを受け
て点火スイッチ14が導通すると、コンデンサ15は点火コ
イル13の一次巻線32を介して短絡され、その結果、点火
コイル13の二次巻線には点火電圧が誘起され、この点火
電圧はスパークプラグ33に供給される。ここでマイクロ
プロセッサ16における点火過程は次のようにして行なわ
れる。
ロセッサ16に対する基準信号として用られる。すなわ
ち、このパルスは抵抗29を介してトランジスタ24ベース
に供給され、ここで増幅されてマイクロプロセッサ16の
入力“中継”に供給される。この入力“中継”における
パルスの形状は第２図の最下部のグラフに示されてい
る。一方、次の増幅器段、すなわちトランジスタ25にお
いて、このパルスは第３図の上方グラフでし示すように
位相反転、増幅され、マイクロプロセッサ16の入力“リ
セット”に供給される。完全を期すため、トランジスタ
25のコレクタにはダイオード30を介して別の入力PA0が
接続されている。マイクロプロセッサ16に対するこれら
の接続は、機関の回転速度が０から約2000r.p.m.へ向っ
て上昇する始動過程において必要である。すなわち、第
２図に示すように、永久磁石18が鉄心12を通過する毎に
トリガー巻線11において二つのパルスａ、ｂが発生され
るが、第１のパルスａだけがスパークをトリガしそして
解放するのに用いられる。第２のパルスｂはマイクロプ
ロセッサ16の入力で除去される。このため、マイクロプ
ロセッサ16の“中継”入力にはラッチが設けられ、機関
の回転数の半分の時間に相応する機関T180中、入力にお
ける電圧が高レベルであるため第２のパルスｂは止られ
る。この場合、T180は約1/40秒、すなわち、1200r.p.m.
の回転数の半分の時間である。この時間は始動過程中の
全回転数においてパルスａ、ｂ間の時間Ｔと十分重なり
合う。この始動過程なしではマイクロプロセッサ16は、
コンデンサ15の有効電荷が次のパルスａによってはじめ
てスパークを発生させるので、パルスｂではスパークを
解放させない。スパークの解放は、点火スイッチ14の制
御電極に接続されたトランジスタ31のベースにマイクロ
プロセッサ16の出力PA1からパルスが供給されることに
よつてマイクロプロセッサ16を介して行われる。すなわ
ちマイクロプロセッサ16の出力PA1からのパルスを受け
て点火スイッチ14が導通すると、コンデンサ15は点火コ
イル13の一次巻線32を介して短絡され、その結果、点火
コイル13の二次巻線には点火電圧が誘起され、この点火
電圧はスパークプラグ33に供給される。ここでマイクロ
プロセッサ16における点火過程は次のようにして行なわ
れる。
トランジスタ24からの信号が供給される入力は走査さ
れ、時間Ａが基準時間として記憶される。この基準時間
は、マイクロプロセッサ16が一定周波数で作動するタイ
マを備えていることにより記憶するとができる。各基準
時間において前の基準時間後に発生する多数の時間パル
スが記録される。パルスの数はクランク軸の360゜の回
転に対応する。基準時間Ａ−Ａ間のパルスの数を予定の
数、例えば16で割ることによつて、360゜/16＝22.5゜の
点火進角に相応する数が得られる。この数は基準数と呼
ばれそしてマイクロプロセッサ16の静止型記憶装置に記
憶される。基準数は回転数に依存し得、低い回転数では
反比例する。時間パルスの数が上記基準数に達すると、
出力PA1を介して点火が開始される。タイマは基準時間
の経過毎にゼロに設定され、また基準数に対する係数操
作は各スパーク毎に行なわれる。低い回転数では点火は
一定の点火進角で行われる。高い回転数では基準数は別
の仕方で点火進角の相応した変化を伴なつて回転数に依
存する。基準時間Ａ−Ａ間の時間パルスの数は、点火進
角に相応した基準数が記憶されるマイクロプロセッサの
記憶装置における位置に対する直接または間接アドレス
である。またマイクロプロセッサ16の全体機能はスウェ
ーデン国特許公報第8205901−５号に開示されているよ
うなCMOS技術の標準モジュールによつて達成され得る。
しかしながら、実際問題としてマイクロプロセッサはモ
ジュールの組立体を現実的にさせる多くの利点をもつて
おり、これはマイクロプロセッサを備えた装置だけにつ
いて説明してきた理由である。図面に記載した商標“Mo
torola"のプロセッサが適当であると考られる。
れ、時間Ａが基準時間として記憶される。この基準時間
は、マイクロプロセッサ16が一定周波数で作動するタイ
マを備えていることにより記憶するとができる。各基準
時間において前の基準時間後に発生する多数の時間パル
スが記録される。パルスの数はクランク軸の360゜の回
転に対応する。基準時間Ａ−Ａ間のパルスの数を予定の
数、例えば16で割ることによつて、360゜/16＝22.5゜の
点火進角に相応する数が得られる。この数は基準数と呼
ばれそしてマイクロプロセッサ16の静止型記憶装置に記
憶される。基準数は回転数に依存し得、低い回転数では
反比例する。時間パルスの数が上記基準数に達すると、
出力PA1を介して点火が開始される。タイマは基準時間
の経過毎にゼロに設定され、また基準数に対する係数操
作は各スパーク毎に行なわれる。低い回転数では点火は
一定の点火進角で行われる。高い回転数では基準数は別
の仕方で点火進角の相応した変化を伴なつて回転数に依
存する。基準時間Ａ−Ａ間の時間パルスの数は、点火進
角に相応した基準数が記憶されるマイクロプロセッサの
記憶装置における位置に対する直接または間接アドレス
である。またマイクロプロセッサ16の全体機能はスウェ
ーデン国特許公報第8205901−５号に開示されているよ
うなCMOS技術の標準モジュールによつて達成され得る。
しかしながら、実際問題としてマイクロプロセッサはモ
ジュールの組立体を現実的にさせる多くの利点をもつて
おり、これはマイクロプロセッサを備えた装置だけにつ
いて説明してきた理由である。図面に記載した商標“Mo
torola"のプロセッサが適当であると考られる。
［発明の効果］ 以上説明してきたように、本発明による内燃機関用コン
デンサ点火装置においては、充電巻線と、トリガー巻線
と、電子制御装置すなわち論理装置を備えた点火スイッ
チとを有し、鉄心上のトリガー巻線を論理装置に接続
し、整流器および平滑回路を介して上記論理装置に直流
電圧を供給するように構成しているので、トリガー巻線
に誘導される電圧は電子制御装置に適した数ボルトの電
圧に設定でき、また鉄心上のトリガー巻線に、電子制御
装置に対する給電源として機能とスパーク解放用の基準
電圧を発生させる機能とをもたせることができ、それに
より装置を急速に作動状態に設定することができ、それ
により機関を容易に始動させることができるようにな
る。
デンサ点火装置においては、充電巻線と、トリガー巻線
と、電子制御装置すなわち論理装置を備えた点火スイッ
チとを有し、鉄心上のトリガー巻線を論理装置に接続
し、整流器および平滑回路を介して上記論理装置に直流
電圧を供給するように構成しているので、トリガー巻線
に誘導される電圧は電子制御装置に適した数ボルトの電
圧に設定でき、また鉄心上のトリガー巻線に、電子制御
装置に対する給電源として機能とスパーク解放用の基準
電圧を発生させる機能とをもたせることができ、それに
より装置を急速に作動状態に設定することができ、それ
により機関を容易に始動させることができるようにな
る。
第１図は点火装置の配線図、第２図は電圧曲線およびト
リガパルスを示すグラフ、第３図はマイクロプロセッサ
のリセットおよび出力を示すグラフである。 図中、10:充電巻線、11:トリガー巻線、12:鉄心、13:点
火コイル、14:点火スイッチ、15:コンデンサ、16:論理
装置、19−23:整流器および平滑回路、24:増幅器、33:
スパークプラグ。
リガパルスを示すグラフ、第３図はマイクロプロセッサ
のリセットおよび出力を示すグラフである。 図中、10:充電巻線、11:トリガー巻線、12:鉄心、13:点
火コイル、14:点火スイッチ、15:コンデンサ、16:論理
装置、19−23:整流器および平滑回路、24:増幅器、33:
スパークプラグ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−195868（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−143351（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−129739（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−41458（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−33777（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭52−120235（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−107060（ＪＰ，Ｕ)
Claims (6)
- 【請求項１】鉄心に巻かれた充電巻線を備えた磁気充電
手段と、コンデンサと、このコンデンサを充電巻線に結
合する手段と、内燃機関の回転数に同期して鉄心に対し
て動くことができ、上記結合手段を介してコンデンサを
充電させる電圧を充電巻線に発生させるマグネット手段
と、一次巻線及び二次巻線を備え、スパークプラグに印
加されることになる点火電圧を発生する点火コイルと、
一次巻線を介してコンデンサを放電させるように結合さ
れた点火スイッチと、点火スイッチを付勢するように接
続された論理回路と、鉄心に巻かれたトリガー巻線と、
トリガー巻線に接続され、動作電圧を発生する整流器手
段及び平滑回路手段と、上記動作電圧を理論回路に印加
する手段と、論理回路に接続された増幅器とを有し、内
燃機関の回転の基準位置信号を論理回路に印加するため
増幅器をトリガー巻線に接続し、また論理回路が内燃機
関の点火進角を制御するため点火スイッチの付勢時間を
制御する手段、増幅器の出力に接続された端子及び増幅
器からの第１信号の受信に続く予定の時間の間増幅器か
らの第２信号の受信を阻止するラッチ手段を備え、内燃
機関の各回転時に端子に於ける二つの信号のうち只一つ
の信号に応答するように構成したことを特徴とする内燃
機関用コンデンサ点火装置。 - 【請求項２】整流器手段が電流を通すように極性化さ
れ、またマグネット手段が鉄心を通過する毎にトリガー
巻線に発生したエネルギの第１半波において基準信号を
形成するようにトリガー巻線が極性化される請求項１に
記載の内燃機関用コンデンサ点火装置。 - 【請求項３】マグネット手段が鉄心を通過する毎に充電
巻線に発生したエネルギの第２半波中にコンデンサに電
流を供給するように充電巻線が接続されている請求項２
に記載の内燃機関用コンデンサ点火装置。 - 【請求項４】論理回路がマイクロプロセッサから成る請
求項１に記載の内燃機関用コンデンサ点火装置。 - 【請求項５】増幅器がマイクロプロセッサのそれぞれ中
断及びリセット入力に相対的に反転した第１、第２出力
を印加する手段を備えている請求項４に記載の内燃機関
用コンデンサ点火装置。 - 【請求項６】充電巻線及びトリガー巻線の巻線方向が逆
である請求項１に記載の内燃機関用コンデンサ点火装
置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE8402557-6 | 1984-05-11 | ||
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